Buzz
1.
Một chàng trai trẻ trong chiếc áo choàng vải xám ngồi bình tĩnh trước bàn, trước một hộp đen không có đặc điểm nào. Anh ấy đang đeo một chiếc mũ giống như làm từ băng dính lụa. Một đám dây nối ra khỏi nó, nổi lên từ phía sau đầu anh. Anh ấy đang chờ đợi điều gì đó.
Một nhà nghiên cứu trong chiếc áo choàng lab màu trắng đến bàn và đứng im lặng một lúc. Người đàn ông nhìn vào hộp. Trong một khoảnh khắc, không có gì xảy ra. Sau đó, người đàn ông nhấp mắt và trông có vẻ hơi xấu hổ. Nhà nghiên cứu hỏi xem đã xảy ra chuyện gì.
“Chỉ trong khoảnh khắc đầu tiên,” anh ấy nói, “Tôi nhìn thấy một đôi mắt—một đôi mắt và một cái miệng.”
Nhà nghiên cứu đổi hộp với một đối tượng khác. Lần này là một quả bóng đá màu cam. Có một khoảnh khắc, và một lần nữa rõ ràng là đã có điều gì đó xảy ra trong đầu người đàn ông. “Làm thế nào để tôi giải thích điều này?” anh ấy nói. “Giống như lần trước, tôi thấy một đôi mắt—một đôi mắt và một cái miệng, nghiêng.”
Nói một cách chặt chẽ, người này là một cyborg. Những rãnh uốn lượn dọc theo đáy não ở mỗi bên của anh ta, được trang trí bằng các điện cực. Bác sĩ của anh ta đã cấy chúng vì họ nghĩ rằng chúng sẽ giúp theo dõi nguyên nhân của những cơn co giật của người đàn ông. Nhưng những điện cực cũng cung cấp một cơ hội hiếm có—không chỉ đọc tín hiệu từ não mà còn ghi chúng vào đó. Một nhóm nhà thần kinh học, do Nancy Kanwisher của MIT dẫn đầu, đang điều tra vùng gọi là khuôn mặt nghiêng, nơi trở nên hoạt động khi một người nhìn thấy một khuôn mặt. Câu hỏi của họ là, nếu họ đảo ngược các bơi bơi? Kích hoạt khu vực đó một cách có chủ ý—người đàn ông sẽ thấy gì?
Bạn không cần phải là một cyborg để biết rằng bạn không nên tin vào trí óc nói dối của mình. Nó che giấu từ bạn, ví dụ, sự thật rằng tất cả các giác quan của bạn đều có độ trễ. Chuyển đổi photons thành tầm nhìn, biến động áp suất không khí thành âm thanh, phân tử bốc hơi thành mùi—that mất thời gian cần thiết cho các cơ quan giác quan không hoàn hảo của bạn để nhận tín hiệu, chuyển đổi chúng thành ngôn ngữ của não, và truyền chúng cho các mạng thần kinh giống như cây bụi tính toán dữ liệu đầu vào. Quá trình này không phải là tức thì, nhưng bạn không bao giờ nhận thức được về hàng tỷ cú đánh giả mạo đang diễn ra, bọt hóa học điện giải tạo nên tâm trí của bạn. Sự thật là nó là kỹ thuật sân khấu—và bạn đồng thời là đạo diễn và khán giả.
Bạn cảm nhận, hoặc nghĩ bạn cảm nhận, những điều không có thật mà thường xuyên xuất hiện—những điều không ở đâu ngoại trừ bên trong đầu bạn. Đó là những gì mà những giấc mơ làm. Đó là những gì các loại thuốc psychedelic làm. Đó là những gì xảy ra khi bạn tưởng tượng khuôn mặt của cô dì, mùi của chiếc xe đầu tiên của bạn, hương vị của một quả dâu.
Từ góc nhìn này, việc chèn một trải nghiệm giác quan vào đầu ai đó—một biểu hiện—thực sự không khó. Tôi đã làm điều đó với bạn trong vài đoạn đầu tiên của câu chuyện này. Tôi mô tả cách cyborg được mặc, cho bạn biết một chút về phòng trông như thế nào, nói cho bạn biết quả bóng đá màu cam. Bạn nhìn thấy nó trong tâm trí bạn, hoặc ít nhất là một phiên bản nào đó. Bạn nghe, trong tai tâm trí của bạn, người tham gia nghiên cứu nói chuyện với các nhà khoa học (mặc dù trong thực tế họ đang nói tiếng Nhật). Tất cả đều tốt và văn học. Nhưng sẽ thật tuyệt nếu có một đường trực tiếp hơn. Não là một chất lỏng mặn biến thông tin giác quan thành tâm trí; bạn nên có thể tận dụng khả năng đó, xây dựng một thế giới hoàn chỉnh trong đó, một mô phỏng không thể phân biệt được so với hiện thực.
Thực tế thì thí nghiệm của Kanwisher không làm được điều đó—không hoàn toàn. Nhưng nó chắc chắn đã gợi ý đến khả năng, sức mạnh, của việc trực tiếp kết nối vào não. Khi bạn xem video về những cuộc thử nghiệm, điều đáng chú ý nhất là phản ứng nhẹ nhàng của người đàn ông. Anh ta dường như không cảm nhận gì khi các nhà khoa học kích thích. Hộp với đôi mắt dường như không làm anh ta sợ hãi hoặc giật mình; thực tế, anh ta có vẻ ngạc nhiên hơn khi nó biến mất. Trải nghiệm có thể không thực, chính xác. (Tại một điểm nào đó, Kanwisher nói với tôi, người tình nguyện viên hỏi, “Tôi chỉ đang tưởng tượng thôi phải không?”) Nhưng có một cái gì đó gần giống thực. Việc các xung điện đi vào rãnh uốn lượn của anh ta không chỉ cho anh ta thấy một khuôn mặt; nó đã tiêm chất cảm giác không thể diễn đạt được của việc có khuôn mặt.
Ý tưởng về tải lên một trải nghiệm tổng hợp vào một tâm trí đã là một phần quan trọng trong khoa học viễn tưởng ít nhất 75 năm—The Matrix, chắc chắn, nhưng cũng hầu hết các tác phẩm của Philip K. Dick, không gian mạng, thế giới ảo, bộ ghi âm trong bộ phim năm 1983 Brainstorm, thiết bị nhiễu loạn lượng tử siêu dẫn trong bộ phim (được đánh giá thấp) năm 1995 Strange Days. Nhưng trong thực tế (đúng là như vậy phải không?), chúng ta còn cách xa một cổng dữ liệu ở phía sau mỗi cổ. Nhà thần kinh học có thể giải mã tín hiệu đang ra từ não đủ tốt để di chuyển một con trỏ hoặc một cánh tay robot, mặc dù họ không thể đạt được sự lưu loát tự nhiên của một kết nối sinh học. Tín hiệu đi vào còn khó khăn hơn nhiều.
2.
Bác sĩ phẫu thuật não khá giỏi khi cấy ghép các điện cực. Vấn đề là biết nơi nào, trong toàn bộ khu rừng thần kinh siêu huyền bí đó, để đặt chúng. Một đám tế bào nhỏ có thể xử lý một phần của một nhiệm vụ cụ thể, nhưng các đám này nói chuyện với nhau, và chính việc hình thành và tái tạo những mạng lưới này giúp nâng cao khả năng nhận thức. Nếu bạn đang cố gắng lừa dối một tâm trí để nhận thức một đầu vào được xây dựng như hiện thực, bạn phải hiểu rõ cái gì các neuron cá nhân làm, cái gì các tập hợp lớn của nhiều neuron làm, và cách chúng tất cả liên quan đến nhau.
Điều đó có thể trở nên cụ thể đáng sợ. Mười sáu năm trước, Christof Koch, nhà khoa học trưởng tại Viện Nghiên cứu não Allen, đã giúp chạy một nghiên cứu nổi tiếng ngày nay chỉ ra rằng các neuron trong một phần của não được gọi là thùy thái bình phản ứng với điều mà một người làm từ vựng sẽ xác định là danh từ—người, địa điểm hoặc vật. Một con bật sáng khi người ta nhìn thấy hình ảnh của nữ diễn viên Halle Berry, ví dụ. Một con kích thích mạnh mẽ cho các hình ảnh khác của nữ diễn viên Jennifer Aniston (nhưng không phải cho hình ảnh của cô với Brad Pitt). “Neuron là nguyên tử của giác quan,” Koch nói. “Đối với một công nghệ giống như Matrix, bạn phải hiểu rõ đặc điểm kích thích của từng neuron cá nhân, và có từ 50.000 đến 100.000 neuron trong một phần não có kích thước như một hạt cơm.” Thiếu danh mục đó, bạn có thể khiến ai đó “thấy nhấp nháy ánh sáng hoặc chuyển động,” ông nói, nhưng họ sẽ “không bao giờ thấy ông già Noel.”
Thôi, nhấp nháy ánh sáng là một bắt đầu. Bạn có thể làm rất nhiều với nhấp nháy ánh sáng. Tại một phòng thí nghiệm tại Viện Nghiên cứu Não Hà Lan, Pieter Roelfsema và đội ngũ của anh ấy đã sử dụng chúng để dạy khỉ đọc. Không phải triết học, nhưng chỉ đủ để có thể phân biệt giữa các chữ cái. Các nhà nghiên cứu làm điều này bằng cách kích thích một khu vực được gọi là V1, nằm trong vỏ thị giác, một mảng neuron ở phía sau đầu của mọi loài linh trưởng. Khi bạn đưa dòng điện qua một điện cực V1, động vật sẽ thấy một chấm sáng nổi trôi trong không gian. Bật điện cực kế bên, và một chấm thứ hai sẽ xuất hiện bên cạnh chấm đầu tiên. Đây là những điểm sáng ảo, những ánh sáng hình ảnh bạn thấy sau khi bạn đập đầu, hoặc những chú chim nhỏ bay quanh Wile E. Coyote sau khi anh ta bị đập. (Những ấn tượng mà bệnh nhân Nhật Bản có chính thức được gọi là “khuôn mặt-ảnh”.)
Đặt một mảng điện cực vào V1, Roelfsema nói, và “bạn có thể làm việc với nó như một bảng ma trận. Nếu bạn có 1.000 điện cực, bạn về cơ bản có 1.000 bóng đèn mà bạn có thể sáng trong không gian số.” Nhóm có thể kích thích các điện cực theo hình dạng của chữ A hoặc B, và các con khỉ có thể chỉ ra họ nhìn thấy sự khác biệt.
Bạn có thể tưởng tượng cách, cuối cùng, một người mù có thể có khả năng nhìn thấy một cách khá với công nghệ này: Kết nối một mảng điện cực trong V1 với một máy ảnh ở thế giới bên ngoài, và xử lý cảnh thành một bức tranh chấm của hiện thực. Nó có thể trông giống như Minecraft đang đi vào, nhưng não rất giỏi trong việc thích ứng với các loại mới dữ liệu giác quan.
Tuy nhiên, để có đủ điểm để tạo ra các đường và hình dạng và các tác nhân hữu ích khác, bạn cần rất nhiều điện cực, và điện cực cần phải được chính xác mục tiêu. Điều đó đúng đối với bất kỳ phương pháp dựa trên điện cực nào để gửi tín hiệu có thể hiểu được vào não, không chỉ là các hình dạng phôi pha lấp lánh. Bất kỳ suy nghĩ nào, chúng đều cụ thể về nơron. Kích thích một chút quá nhiều mô, Koch nói, và “bạn có được sự hỗn loạn.” Hơn nữa, bạn phải đặt thời gian của mình đúng. Quan sát và nhận thức giống như một bản hòa nhạc piano; các nốt nhạc phải phát ra theo một thứ tự cụ thể để các hòa âm hoạt động. Sai lầm thời gian đó và những tiếng píp điện liền kề không trông giống như hình dạng—họ trông giống như một vệt lớn, hoặc như không có gì cả.
Một phần của điều làm cho nơi và khi nơi của não trở nên khó phân tích là rằng ghi lại hoạt động não tạo ra dữ liệu không quá hữu ích nếu bạn đang cố gắng kích thích hoạt động não. “Có một bất đối xứng cơ bản giữa đọc não và viết não,” nói Jack Gallant, một nhà thần kinh học tại Đại học California, Berkeley. Những tín hiệu bạn thấy khi não đang thực hiện những điều của não thì thực sự không phải là suy nghĩ; chúng là những khí thải não phát ra trong khi nó đang suy nghĩ. Người nghiên cứu có một phần dữ liệu nhỏ về trạng thái tổng thể của não khi một ấn tượng vượt qua đường đua, nhưng việc gửi lại dữ liệu đó sẽ không tái tạo lại cả cuộc đua—các vòng lặp liên tiếp của giác quan, nhận thức, nhận biết, nhận thức. Đúng, nhóm của Kanwisher đã làm sáng lên một khu vực lớn của não nhận diện khuôn mặt và khiến ai đó thấy một khuôn mặt, một cách nào đó. Đó là cái giác nhưng không phải là giác, không phải là ấn tượng về một khuôn mặt cụ thể. Việc nhìn thấy Jennifer Aniston kích thích neuron Jennifer Aniston; không ai biết liệu kích thích neuron Jennifer Aniston có thể khiến ai đó thấy Jennifer Aniston hay không.
Hiện tại, không có mảng điện cực nào được phê duyệt để sử dụng cho con người có thể tiếp cận được khoảng cách đó. Chúng to và chỉ có khoảng 1.000 điện cực, điều này theo định nghĩa của não là làm cho chúng lo-fi. Ở thời điểm này, nghiên cứu còn rất xa để chơi một bản hòa nhạc thuyết phục. “Chúng ta đang tương đương với việc đập vào bàn phím,” nói Daniel Yoshor, một bác sĩ phẫu thuật não tại Đại học Pennsylvania. Nhưng công nghệ sẽ cải thiện, tất nhiên. Yoshor và đồng nghiệp của ông nhận được một khoản tài trợ từ cơ quan khoa học điên của Pentagon, Darpa, để phát triển trước tiên một mảng điện cực 64.000, sau đó là một triệu điện cực. Neuralink, một trong những công ty của Elon Musk, đang nghiên cứu về các cấy ghép mỏng hơn, linh hoạt hơn, cùng với một robot phẫu thuật có thể đan chúng vào não. Tương lai xa có thể mang đến việc có mạng không dây các vi chip cỡ hạt cát, hoặc các tờ có gắn 100 triệu điện cực, mỗi cái kết nối với bộ xử lý riêng như các pixel trên một chiếc tivi. Có lẽ không phải là Brahms, nhưng là cái bạn có thể nhảy múa theo.
3.
Nhét một tỷ điện cực vào đó; bạn vẫn gặp vấn đề. Có lẽ bạn có thể làm cho chúng đủ mềm mại để không gây tổn thương mô nếu ai đó lắc đầu mạnh quá. Có lẽ bạn có thể tìm ra lớp phủ bề mặt giúp loại bỏ các tế bào bảo vệ nhầy nhụa của não, được gọi là glia. Nhưng hãy nhớ cách não thực sự chỉ là những tảo gelatin dày đặc trong nước mặn? Nhưng nước mặn có khả năng dẫn điện cao. Gửi tải qua một điện cực với hy vọng kích thích một neuron, và nó “mở rộng ra một khu vực vượt ra khỏi điện cực, đến một loại không gian thể tích với kích thước không xác định,” nói John Rogers, một nhà khoa học vật liệu tại Đại học Northwestern. “Bạn có thể đang sáng lên nhiều hơn một neuron.” Mỗi điện cực giống như một hải đăng trong đêm sương mù: Nó làm sáng tỏ những cái dốc đá nguy hiểm, đúng vậy, nhưng ánh sáng cũng suy giảm và khuếch tán qua sương mù. Bạn thực sự không thể giữ cho những cú sạc của mình bị kiểm soát.
Một công nghệ khác cũng đã sẵn sàng. Nó dựa vào các protein pigments có khả năng biến hình được gọi là opsins. Chúng ta, động vật có dây sống, có các phân tử này trong các tế bào của võng mạc của chúng ta; khi ánh sáng đánh vào chúng, chúng biến đổi thành một hình dạng mới, kích thích một loạt các phản ứng Rube Goldberg bên trong tế bào, cuối cùng là một xung điện được gửi đến não. Bạn biết đấy, thị giác. Nhưng bạn không cần mắt để sử dụng opsins. Ở một số tảo và vi sinh vật, chúng được nhúng trong bề mặt bên ngoài của các tế bào, nơi chúng phục vụ như cổng kích hoạt bằng ánh sáng chuyển động ion vào và ra. (Đây là một trong những cách mà một sinh vật không có não có thể bơi về phía mặt trời.)
Điều này vô cùng hữu ích, bởi vì đó cũng là cách mà các neuron hoạt động—dẫn ion và điện tích mà chúng mang theo. Vào giữa những năm 2000, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách ghép gen để chuyển các opsins bề mặt bên ngoài đó vào các tế bào não. Đoạn kỹ thuật này đã mang lại khả năng kiểm soát các loại cụ thể của neuron bằng các tia laser có màu sắc khác nhau—để bật và tắt chúng một cách cẩn thận pew-pew! Nếu bạn đang cố gắng đặt tên cho một công nghệ kiểm soát não thú vị, bạn không thể làm tốt hơn từ “holographic optogenetics.”
Kỹ thuật này tuyệt vời để nghiên cứu về các neuron khác nhau làm gì. Các nghiên cứu viên có thể cấy ghép gen cổng ion của họ vào các mạng neuron toàn bộ, bao gồm nhiều loại tế bào não đa dạng, một cách ít gây hại hơn, ít xâm phạm về mặt vật lý hơn so với việc đưa một phích cắm vào đó. (Mặt ngược là, khó để ánh sáng xâm nhập sâu trừ khi bạn đưa một sợi sợi quang vào đó.) Trong một số trường hợp, bằng cách sử dụng một kỹ thuật khác, các tế bào cũng có thể được làm sáng dưới nguồn ánh sáng, cho phép một nhà nghiên cứu với một kính hiển vi quan sát não đang làm việc.
Nhưng optogenetics cũng hoạt động cho đầu vào. Bạn sử dụng những đợt ánh sáng (từ laser, máy chiếu số, sợi quang được đưa vào não) để kích thích các cổng ion được kỹ thuật của bạn. Một nhóm nghiên cứu từ Đại học New York và Northwestern đã nuôi cấy chuột với những điều chỉnh optogenetic cho nang mũi của chúng—điểm nút sinh học giữa cái mũi nhạy cảm của chuột và vỏ não của chúng. Khi các nhà khoa học chiếu ánh sáng loại đúng vào nang mũi vào thời điểm đúng, chuột ngửi (hoặc hành động như nó đang ngửi) điều gì đó họ gọi là “mùi tổng hợp.”
Mùi hương có mùi gì? “Chúng tôi không có ý kiến,” nói Dmitry Rinberg, một nhà thần kinh học tại Đại học NYU. “Có lẽ nó thối. Có lẽ nó dễ chịu. Có lẽ nó chưa bao giờ trải qua mùi hương này trong vũ trụ.” Không có cách nào để biết, anh nói. Bạn không thể hỏi chuột.
Thật không may, đó là cách duy nhất để chắc chắn rằng bất kỳ hệ thống đầu vào nhận thức nào đang hoạt động. Bạn phải hỏi người mang (chủ nhân? người nhận? Liệu bạn có phải là cyborg nếu cấy ghép là gen nhưng cũng có một tia laser đính kèm không?) họ cảm nhận như thế nào. Ngoài ra, họ vẫn phải có cáp cắm vào đầu, ngay cả khi chúng là sợi quang thay vì dây điện. Và họ phải tự nguyện để não của họ được kỹ thuật gen.
Ở con người, tất cả công việc này đã phát triển mạnh mẽ hơn ở ngoại vi hơn là ở não. Cấy ghép nội tai, kết nối vào dây thần kinh thính giác của bạn thay vì trực tiếp vào não thì mang lại trải nghiệm khá tốt cho những người có thị lực suy giảm, tuy nhiên không có độ chân thực cao như một bộ tai hoạt động hoàn chỉnh. Một số nhà khoa học đang nghiên cứu về mắt. Một số chiếc cụm chân giả kết nối với các dây thần kinh có thể truyền đạt cảm giác chạm. Thêm một chút rung vào cánh tay giả có thể gửi cảm giác vận động giả tưởng, một cảm giác về cánh tay di chuyển trong không gian, để người dùng không cần phải nhìn vào nó để biết nó ở đâu.
Nhưng tất cả đều không phải là một cảm giác đầy đủ. Đó không phải là một thế giới. Phosphenes nhảy múa, đầu vào của cấy ghép thính giác, và một vùng vỏ nhút giác mạc bằng cách sử dụng nơi ánh sáng nơron—ngay cả khi bạn có thể đặt tất cả các thiết bị đó vào đầu bạn—sẽ không lừa dối bạn để nghĩ rằng bạn đang ở một nơi khác. Và nó sẽ không làm thay đổi thực tế rằng mỗi bộ não của chúng ta xây dựng hiện thực theo bất kỳ cách nào mà nó muốn. Bạn có thể xây dựng một mô phỏng đầy đủ chức năng mà bao gồm mọi giác quan, kể cả những giác quan khó khăn, nhưng cái nhìn và cảm nhận cuối cùng luôn phụ thuộc vào tâm trí.
Trong bài tiểu luận thường được trích dẫn “Làm thế nào làm một con dơi?” từ năm 1974, nhà triết học Thomas Nagel đã lập luận rằng trải nghiệm của mỗi sinh linh có ý thức là riêng biệt, duy nhất đối với động vật và bộ não của nó. Hàm ý cô độc là tôi không bao giờ có thể hiểu chính xác những gì bạn đang trải qua, không khác gì tôi có thể hiểu được cảm giác như thế nào khi có cánh và sử dụng echolocation. Ngay cả nếu chúng ta là cyborg thực sự với phích cắm ở phía sau đầu và các điện cực cũng như sợi quang trong thùy não, sẵn sàng nhận viên đỏ số đầy chữ Kanji xanh sáng, não của tôi sẽ hiểu tất cả các đầu vào đó khác biệt so với não của bạn. Chắc chắn, chúng ta sẽ nói với chúa tể máy mình đang trải qua những điều giống nhau với nhau, bởi vì đó là cách mà cảm nhận. Nhưng khuôn mặt bạn nhìn thấy khi tôi kích thích phôi thức tự thân sẽ không bao giờ có đôi mắt giống như bức tranh tôi thấy khi bạn đùa với tôi.
Tạo dáng bởi Anna Raben
Bài viết này xuất hiện trong số tháng 12/tháng 1. Đăng ký ngay.
Hãy cho chúng tôi biết ý kiến của bạn về bài viết này. Gửi một lá thư tới biên tập viên tại [email protected].
Những điều tuyệt vời khác từ Mytour
- 📩 Thông tin mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi!
- Bí mật tối tăm của Amazon: Nó đã không bảo vệ dữ liệu của bạn
- “AR là nơi thực sự của thế giới ảo sẽ xảy ra”
- Cách TikTok tinh vi kết nối bạn với bạn bè thực tế
- Đồng hồ tự động giá phải chăng nhưng cảm giác sang trọng
- Tại sao người ta không thể di chuyển bằng teleport?
- 👁️ Khám phá trí tuệ nhân tạo như chưa bao giờ với cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
- 🏃🏽♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để duy trì sức khỏe? Kiểm tra các lựa chọn của đội ngũ Gear của chúng tôi cho các bộ đàm theo dõi sức khỏe tốt nhất, thiết bị chạy bộ (bao gồm giày và tất), và tai nghe tốt nhất
