"Mạng xã hội" não bộ đầu tiên cho phép ba người truyền ý nghĩ tới đầu của nhau

Chúng ta luôn mơ tới một ngày khả năng giao tiếp trực tiếp với nhau chỉ cần ý nghĩ sẽ không chỉ là trong tưởng tượng. Nhưng với bước tiến mới nhất của công nghệ, việc này có lẽ không chỉ còn nằm ở hai chữ "giấc mơ" nữa.

Trong những năm trở lại đây, các nhà vật lí và khoa học thần kinh đã phát triển nhiều công cụ giúp cảm nhận và truyền đi một số loại suy nghĩ nhất định. Cơ chế này chính là cánh cửa để đưa giao tiếp bằng ý nghĩ bước vào thực tế. Những công cụ này bao gồm điện não đồ (EEG), thứ giúp ghi lại hoạt động của não và công cụ kích thích từ xuyên sọ (TMS) dùng để truyền thông tin vào não.

Từ năm 2015, Andrea Stocco và những đồng nghiệp của mình tại Đại học Washington tại Seattle đã sử dụng những thiết bị này để có thể kết nối trực tiếp não bộ của hai người khác nhau. Sau đó những người này sẽ được tham gia một trò chơi có 20 câu hỏi.

Sau những khởi đầu ấy, mục tiêu rõ ràng mới chính là tạo ra công cụ cho phép một vài người cùng lúc có thể tham gia hội thoại tương tự. Hiện thực hóa được mục tiêu này, Stocco và nhóm của mình vừa qua đã công bố rằng họ đã thành công trong việc lần đầu tiên tạo ra một mạng lưới giao tiếp bằng ý nghĩ. Mạng lưới này có tên gọi là BrainNet, nó cho phép một nhóm nhỏ người tham gia có thể cùng chơi những tựa game mang tính hợp tác giống với tựa game Tetris. Stocco cho biết: "Những thành công mà chúng tôi đạt được đang dần mở ra viễn cảnh về giao thức giao tiếp giữa não bộ với não bộ, đóng vai trò là một giải pháp mới về vấn đề hợp tác thông qua ‘mạng xã hội' kết nối não bộ với não bộ".

Những công nghệ đằng sau mạng lưới này hoạt động khá đơn giản. Đầu tiên, EEG sẽ đo đạc những hoạt động của não thông qua những điện cực được đặt trên hộp sọ.

Có một điểm quan trọng về não bộ chính là con người có thể dễ dàng thay đổi những tín hiệu được tạo ra bởi bộ não của mình. Ví dụ, sóng não có thể dễ dàng bị ràng buộc với loại sóng ở ngoài môi trường. Khi nhìn thấy ánh chớp sáng có tần số 15 Hz, não bộ cũng sẽ phát ra tín hiệu điện mạnh với cùng tần số với ánh chớp sáng vừa thấy. Tương tự, khi ta thay tần số ánh chớp này thành 17 Hz thì sóng não bộ phát ra cũng sẽ thay đổi, điều này giúp cho EEG dễ dàng phát hiện các sóng não.

Sau đó, TMS sẽ điều khiển hoạt động của não bộ bằng cách tạo ra hoạt động điện từ ở một vùng cụ thể của não. Ví dụ, một xung từ tập chung vào vỏ não của vùng thùy chẩm sẽ tạo ra cảm giác nhìn thấy một tia sáng, hiện tượng này còn được gọi là phosphene.

Cả hai quá trình trên cho phép gửi đi và nhận lại tín hiệu trực tiếp từ não bộ. Song phải tới tận bây giờ người ta mới đưa ý tưởng tạo ra một mạng lưới giao tiếp giữa não bộ với não bộ trở thành hiện thực.

Stocco và những đồng nghiệp ông đã tạo ra một mạng lưới cho phép ba cá nhân có thể gửi và nhận thông tin trực tiếp vào não bộ. Nhóm nghiên cứu này tin rằng mạng lưới này có thể dễ dàng được mở rộng hoặc bị giới hạn phụ thuộc vào những thiết bị EEG và TMS.

Để thử nghiệm mạng lưới này, ba người được tham gia một thí nghiệm, trong đó sẽ có hai người có khả năng truyền dữ liệu, và có một người vừa có khả năng truyền vừa có khả năng nhận thông tin. Họ được yêu cầu ngồi trong ba căn phòng khác nhau, không thể giao tiếp theo phương pháp thông thường, và được yêu cầu phải giải một trò chơi tương tự Tetris: xoay một khối hình sao cho nó có thể khớp với phần khoảng trống ở phía dưới màn hình.

Hai người chỉ gửi đều được đeo thiết bị EEG và đều có thể được thấy toàn bộ màn hình chơi. Trò chơi này được thiết kế để khiến người chơi phải đưa ra quyết định rằng liệu xoay khối hình 180 độ hay giữ nguyên sẽ giúp cho nó vừa vào phần trống dưới màn hình. Câu trả lời sẽ phụ thuộc vào hai người chỉ gửi, sau đó thông tin sẽ được gửi từ hai người này tới người thứ ba trong nhóm.

Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu đã gắn một tần số sóng não với một chức năng riêng biệt. Ví dụ, nếu bộ phận EEG thu được sóng não có tần số 15 Hz, nó sẽ di chuyển con trỏ chuột sang viền bên phải màn hình, khi con trỏ chuột chạm vào viền bên phải, tín hiệu yêu cầu xoay khối hình sẽ được gửi tới người nhận. Người nhận có thể điều khiển tần số sóng não của mình thông qua hai đèn LED ở bên cạnh màn hình, một chiếc cho chớp sáng có tần số 15 Hz, chiếc còn lại có chớp sáng 17 Hz.

Còn người nhận thông tin, được gắn cả EEG và TMS, sẽ có một nhiệm vụ khác. Người này sẽ chỉ có thể nhìn thấy nửa trên của màn hình, tức là người này chỉ có thể nhìn thấy khối hình chứ không thể nhìn thấy phần khuyết ở phía dưới màn hình và tất nhiên là người này sẽ không thể tự quyết định có nên xoay khối hình hay không. Thông tin về việc nên hay không nên xoay sẽ được gửi đi từ hai người gửi.

Tín hiệu nhận về có thể là một phosphene dùng để chỉ rằng cần phải xoay khối, còn nếu không có ánh chớp nháy có nghĩa là khối hình này không cần được xoay. Bởi vậy, tốc độ truyền dữ liệu rất thấp, chỉ một bit cho mỗi lần tương tác.

Sau khi nhận được đầy đủ thông tin từ hai người gửi, người nhận sẽ là người thực hiện hành động xoay khối hình hoặc không. Song, không dừng lại ở đó, sau mỗi quyết định của người chơi sẽ là một vòng chơi mới.

Hai người gửi có thể nhìn được toàn bộ màn hình nên họ có thể nhìn thấy khối hình dần rơi xuống, họ biết được rằng quyết định của người nhận là đúng hay sai và họ sẽ chính là người tiếp tục một vòng chơi mới. Song oái oăm là, các nhà nghiên cứu đã thử thay đổi thông tin được gửi từ một người gửi để thử xem người nhận có thể phớt lờ thông tin này được không. Đây là một tình huống ví dụ về một lỗi giao tiếp trong những tình huống mà chúng ta phải đối mặt hàng ngày.

Câu hỏi mà họ muốn tìm ra đáp án chính là liệu con người có thể hoàn thành nhiệm vụ khi mà tốc độ truyền dữ liệu thấp như vậy không. Và kết quả là con người vẫn có thể phân biệt được giữa thông tin đúng và sai chỉ bằng cách sử dụng giao thức từ não bộ sang não bộ.

Những bước tiến mà nhóm nghiên cứu này đạt được sẽ mở đường cho những nghiên cứu về những mạng lưới phức tạp hơn. Nhóm này tin rằng dù việc truyền tải thông tin mới chỉ diễn ra trong một mạng lưới cho trước kết nối ba căn phòng trong phòng thí nghiệm của họ, nhưng chẳng có lí do nào có thể phủ định khả năng mở rộng ứng dụng của nó trên mạng Internet cả, điều này hứa hẹn sẽ giúp nhiều người trên toàn thế giới có thể tham gia hợp tác với nhau.

Nhóm nghiên cứu khẳng định: "Một máy chủ đám mây liên kết giữa não bộ với não bộ sẽ giúp định hướng việc truyền dẫn thông tin giữa bất kì bộ thiết bị nào nằm trong mạng lưới truyền thông tin từ não tới não, từ đó khiến cho nó có thể hoạt động với quy mô toàn cầu thông qua mạng lưới Internet. Hành trình theo đuổi giao thức giao tiếp giữa não bộ với não bộ có tiềm năng không chỉ trong việc mở rộng biên giới của giao tiếp người với người mà còn mang tới cho chúng ta những hiểu biết sâu hơn về chính não bộ của mình".