Để trả lại ngôn ngữ cho người khuyết tật, các nhà khoa học đang triển khai tương tác “não bộ-máy” bằng cách giải mã hoạt động của dây thần kinh. Họ đã thành công đến đâu?
Một ngày nào đó, người ta có thể đọc được tư tưởng của người khác? Với những tiến bộ của các năm vừa qua, trong sự phát triển tương tác não bộ-máy, cái mà xưa kia được xem là khoa học viễn tưởng rất có thể sẽ trở thành sự thật một ngày không xa.
Nhờ các điện cực ghép với thuật toán (algorithme), các nhà nghiên cứu đã có thể điều khiển bộ xương bên ngoài chỉ bằng… sóng điện của não.
Với kỹ thuật tương tự, các nhà khoa học hiện nay có tham vọng trả lại ngôn ngữ cho người mắc bệnh suy thoái thần kinh, chấn thương não hay bị tai nạn.
Mục tiêu: giải mã những âm thanh do bệnh nhân ú ớ thốt ra thành câu cú hoàn chỉnh bằng một thiết bị tổng hợp âm thanh.
Giống như nhà thiên văn vật lý người Anh Stephen Hawking qua đời năm 2018, bị liệt và mất ngôn ngữ, các bệnh nhân giao tiếp qua một hệ thống dựa vào chuyển động của cặp mắt hay khuôn mặt cho phép họ “nhấp chuột” trên bàn phím ảo, nối với một thiết bị tổng hợp.
Như vậy, nó chẳng có liên quan gì đến kỹ thuật tương tác não bộ-máy mới để đọc tiếng nói của nội tâm. Giáo sư Stéphanie Martin, thuộc Đại học Genève, chuyên gia vấn đề này, cho biết: “Bệnh nhân sẽ thể hiện mình một cách trơn tru và tự nhiên hơn”.
Mọi chuyện hãy còn chưa đi đến đâu, nhưng một giai đoạn quan trọng theo chiều hướng này đã bị vượt qua bởi một nhóm nghiên cứu của Đại học Columbia tại New York.
Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã tạo ra ngôn ngữ hiểu được từ việc ghi lại hoạt động của hệ thần kinh. Đó là tín hiệu phát ra từ phần âm thanh não bộ của người tham gia nghiên cứu.
Để có được kết quả này, các nhà nghiên cứu đã dùng đến một thuật toán của trí thông minh nhân tạo (IA) có thể tổng hợp thành lời nói, sau khi được tạo ra bằng cách nghe đối thoại hay đọc được.
Nima Mesgarani, tác giả chính của bài báo, kể lại thí nghiệm này trên tạp chí Scientific Reports phát hành cuối tháng 1-2019: “Đó là một công cụ tương đương với cái được Siri Apple hay Echo Amazone sử dụng để trả lời những câu hỏi mà chúng tôi đặt ra”.
Để dạy cho chiếc máy này diễn dịch được các tín hiệu não, vị giáo sư kỹ thuật điện đã làm việc với các bệnh nhân động kinh sắp được can thiệp bằng phẫu thuật.
Ông lợi dụng lúc phẫu thuật họ để đặt các điện cực trên bề mặt não bộ, để ghi lại hoạt động thần kinh trong khi nhiều người khác đặt câu hỏi cho họ.
Các dữ liệu cho phép nạp vào thuật toán. Đến giai đoạn thứ hai, bệnh nhân nghe những con số do chính những này người đọc lên, trong khi tín hiệu thần kinh của họ được phân tích và diễn dịch bằng IA thông qua một thiết bị tổng hợp âm thanh.
“Thế là phép lạ xảy ra: có thể hiểu được 75% con số!”, nhà nghiên cứu mừng rỡ cho biết. Còn một câu hỏi căn bản nữa: tín hiệu phát ra khi người ta nghe một âm thanh có giống với cái khi tưởng tượng về âm thanh này không? Nói khác đi, phần não âm thanh có phải là cửa vào của tư tưởng?
Nhà nghiên cứu Blaise Yvert thuộc INSERM (Phòng thí nghiệm Kỹ thuật não tại Grenoble) nhận xét: “Phần này của não bộ hoạt động khi khi người ta nghe được âm thanh. Nó không có gì đặc biệt với ý định nói. Trên lý thuyết, sử dụng nó có thể tạo ra những khó khăn trong tình thế đối thoại. Vì những lý do này, nhà khoa học quyết định chú ý đến một phần khác của bộ não: vỏ não vận động (cortex moteur).
Nói chính xác hơn là vùng điều khiển động tác của môi, lưỡi và thanh quản đảm trách việc tạo ra tiếng nói. Giống như một nhóm khác tại New York, ông làm việc với các bệnh nhân mắc bệnh não. Hợp tác với bệnh viện Đại học Y Grenoble, ông ghi được hoạt động não của ba bệnh nhân bị mổ khối u và một người mắc chứng động kinh.
Blaise Yvert nói: “Bằng cách đó, chúng tôi có thể phát hiện ra những tín hiệu tương ứng với các chuyển động tạo ra âm thanh. Vấn đề còn lại là biến các sóng điện này thành ngôn ngữ và phát âm qua một thiết bị tổng hợp âm thanh. Kết quả đầu tiên của chúng tôi rất đáng khích lệ, mặc dù tỷ lệ sai lầm vẫn còn cao”.
Muốn có kết quả tốt hơn, phải có những điện cực cho phép cùng lúc ghi nhận chính xác và trên một diện rộng hơn. Một tổ hợp châu Âu đã sản xuất được chất liệu cấy ghép mới mang tên graphène với nhiều tính năng: cực nhỏ, dẫn điện cực tốt, bền…
Tư tưởng con người chỉ là sóng điện?
Một khi vấn đề kỹ thuật được giải quyết, còn phải chứng minh sóng liên quan đến chuyển động tạo ra âm thanh có thể cho phép nghĩ đến những lời nói tưởng tượng.
Một thách thức thực sự: muốn quan sát chính xác những thời điểm mà bệnh nhân nghĩ đến từ ngữ là điều phức tạp, không có tiêu chuẩn bên ngoài để so sánh, trong lúc những hoạt động này còn yếu hơn trong tình trạng nghe hay nói cố tình. Blaise Yvert công nhận: “Những tín hiệu khác nhau, nhưng chúng tôi nghĩ mình có thể thiết lập mối tương quan giữa chúng với nhau”.
Các công trình này đặt ra nhiều vấn đề đạo đức nên phòng thí nghiệm đã tuyển mộ một nhà triết học! Eric Fourneret giải thích: “Tôi giúp họ suy nghĩ về hậu quả công trình nghiên cứu của mình. Chẳng hạn: người ta có đọc tư tưởng một ai đó khi nhìn thấy một sóng điện phát ra? Người ta có thể xem con người như một cỗ máy sinh học? Hay làm sao cho bệnh nhân bị cấy ghép điện cực có khả năng kiểm soát công cụ, để anh ta không bán toàn bộ ý tưởng của mình cho một người khác? Trong trường hợp trái ngược lại, tiến bộ này sẽ nhanh chóng biến thành một cơn ác mộng!”.
