Bên trong một tòa nhà có trần cao, rợp bóng cây sồi, các kỹ sư và nhà khoa học đang xây dựng một bộ cấy ghép não điện tử cho phép não người giao tiếp trực tiếp với máy tính; không gõ bàn phím bằng tay mà bằng… suy nghĩ!
Thành tựu của Paradromics Inc đã khiến các nhà đầu tư đặt cược là công ty này có thể đưa sản phẩm ra thị trường trước Neuralink Corp. Paradromics và ba công ty hàng đầu khác đã huy động được hơn $240 triệu kể từ ngày Elon Musk ra mắt Neuralink vào năm 2017. The Washington Post cho biết, các tỷ phú Bill Gates và Jeff Bezos cũng tham gia vào cuộc đua để hỗ trợ Synchron Inc và một số đối thủ khác của Musk.
Để đưa một thiết bị như vậy ra thị trường thành công, các công ty sẽ phải chứng minh với Cơ quan quản lý thực dược phẩm (FDA) rằng công nghệ của họ đủ an toàn và đáng tin cậy để cấy ghép vào người. Họ cũng phải đối mặt với những câu hỏi khó về đạo đức và an ninh được đặt ra cho một thiết bị mà một ngày nào đó có thể mang lại lợi thế nhận thức cho cả những người khỏe mạnh được cấy ghép nó.
Dù cách tiếp cận có khác nhau, nhưng các đối thủ chính đều tìm cách can thiệp vào các mệnh lệnh của não cho cơ thể và truyền chúng trực tiếp đến một thiết bị điện tử, chẳng hạn như cho phép di chuyển con trỏ mà chỉ cần nghĩ về nó. Các ứng dụng ban đầu của công nghệ mới chỉ dành cho những người khuyết tật nặng.
Neuralink có mục tiêu tham vọng là xây dựng tương tác tốc độ cao giữa não và thiết bị cho tất cả mọi người, đồng thời tìm ra cách điều trị chấn thương cột sống và não. Neuralink đã thiết kế một con chip máy tính để khâu vào bề mặt não bằng robot phẫu thuật cũng do nó thiết kế.
Bước phát triển vượt bực
Các nhà khoa học đã khám phá các tín hiệu điện của não từ thế kỷ qua, nhưng việc kết nối hoạt động của não với máy tính chỉ bước sang kỷ nguyên mới vào đầu thập niên 2000 với công ty tiên phong Cyberkinetics chuyên nghiên cứu cách đọc hoạt động của não bằng một thiết bị mang bên ngoài hay được cấy bên trong cơ thể. Một số công ty thiết kế thiết bị cấy ghép tin rằng họ sẽ cung cấp tín hiệu rõ ràng nhất về hoạt động của não và có cách nhanh nhất để truyền tín hiệu đó đến máy tính. Những người khác lại muốn nhận tín hiệu tín hiệu từ não mà không phải cấy vào não để an toàn hơn.
Hiện có 42 người trên thế giới được cấy ghép não-máy tính trong các thử nghiệm lâm sàng, trong đó có một người đàn ông bị liệt sử dụng bàn tay robot để cụng tay với Tổng thống Barack Obama vào năm 2016. Trong một cuộc phỏng vấn qua tin nhắn với The Washington Post, Rodney Gorham, một người Úc ngoài 60 tuổi mắc bệnh xơ cứng teo cơ “amyotrophic lateral sclerosis” (ALS), đã sử dụng bộ cấy ghép của hãng Synchron để phản ứng (đánh máy) với câu hỏi.
Một nghiên cứu được công bố vào Tháng Một cho thấy có tương đối ít tác dụng phụ trong 14 người trưởng thành được cấy ghép não-máy tính từ năm 2004. Không có ca tử vong hay biến chứng tàn tật nào. Thiết bị cấy ghép não-máy tính trong nghiên cứu có tên Utah Array do Blackrock sản xuất và đã được 35 bệnh nhân sử dụng.
Utah Array giống một chiếc lược nhỏ với khoảng 100 điện cực hình gai mà Blackrock hy vọng sẽ đưa ra thị trường trong năm nay. Nhưng không lâu sau, thiết bị này bị phát hiện gây viêm trong não và có nguy cơ huỷ hoại mô não. Nhưng tác dụng phụ này là rủi ro chấp nhận được đối với những người khuyết tật nặng, như Ian Burkhart, người bị tai nạn lặn năm 19 tuổi khiến ông bị liệt.
Bộ não cấy ghép do Blackrock chế tạo được kết nối với máy tính trong phòng thí nghiệm cho phép Ian Burkhart lần đầu tiên cử động từng ngón tay và nắm đồ vật bằng tay phải kể từ sau tai nạn. Tuy nhiên, hơn bảy năm sau, bác sĩ phẫu thuật phải lấy thiết bị lớn bằng cái nắp chai nhô ra khỏi đầu ông do nhiễm trùng. Khi bộ phận cấy ghép không còn, Burkhart thấy mất mát lớn. “Tôi muốn quay trở lại phòng thí nghiệm và di chuyển bàn tay của mình một lần nữa” – ông nói.
Hiện Burkhart trở thành nhà hoạt động cho những người bị chấn thương tủy sống và ông hy vọng sớm được cấy ghép thiết bị mới ở bán cầu não không có sẹo. Các đối thủ cạnh tranh của Neuralink cho biết họ đang tập trung vào việc giúp những người bị tê liệt phục hồi khả năng kiểm soát cơ thể. Theo một nghiên cứu công bố vào Tháng Một của nhóm nghiên cứu Stanford, những gì họ làm được ngày càng ấn tượng, từ cú chạm bàn tay với Tổng thống Obama đến việc chuyển đổi cách phát âm đứt quãng của một phụ nữ mắc ALS thành văn bản với tốc độ 62 từ mỗi phút.
Cuộc đua tăng tốc
Năm 2022, Tom Oxley, giám đốc điều hành Synchron nhìn vào một hình ảnh phóng to của thiết bị Utah Array trên màn hình khổng lồ phía sau trên sân khấu và thông báo tin vui: “Synchron đã tìm thấy một ‘cửa hậu bí mật’ dẫn đến não, luồn một thiết bị giống như ống đỡ động mạch xuyên qua tĩnh mạch cổ và cố định trên vỏ não vận động để thiết bị ‘nghe lén’ cuộc trò chuyện của các dây thần kinh mà không cần đặt sâu bên trong não”.
Synchron (một trong những công ty tiến xa nhất trong các công ty đang tìm cách thương mại hóa thiết bị cấy ghép não) đã thử nghiệm lâm sàng với thiết bị của mình trên bảy bệnh nhân. Một trong số họ là Gorham, một cựu nhân viên bán phần mềm người Úc mắc bệnh ALS. Trong một cuộc phỏng vấn bằng tin nhắn văn bản, Gorham cho biết thiết bị đã làm thay đổi cuộc sống của anh.
Gorham được hỗ trợ bởi phần mềm theo dõi ánh mắt, giúp anh di chuyển con trỏ nhanh hơn. Não suy nghĩ gì, thiết bị sẽ giải mã tín hiệu thần kinh, nhận biết ý định của anh và thực hiện lệnh trên máy tính. Một nghiên cứu cho thấy bốn bệnh nhân được cấy ghép gõ bằng suy nghĩ được trung bình 16.6 ký tự chính xác mỗi phút, tương đương ba đến bốn từ mỗi phút nhờ hỗ trợ của phần mềm theo dõi mắt.
Sau một thời gian làm việc tại Neuralink, Rapoport trở thành đồng sáng lập Precision Neuroscience Corp chuyên nghiên cứu chế tạo một bộ phận cấy ghép siêu mỏng, chứa đầy điện cực có thể đưa vào đầu qua các khe hẹp trong hộp sọ và đặt trên bề mặt não. “Mục tiêu của chúng tôi là bao phủ bộ não bằng các điện cực để truyền càng nhiều dữ liệu càng tốt mà không gây hại cho não” – ông nói.
Paradromics đang đặt cược vào một biến thể của Utah Array, một thiết bị được cấu hình để có băng thông cao hơn và ít gây tổn thương mô não hơn. Theo giám đốc điều hành của công ty, các điện cực dài 1.5 mm và rộng bằng nửa sợi tóc người được thiết kế để xuyên qua não đến nơi tế bào thần kinh phát ra và đủ mỏng để tránh gây viêm nhiễm. Các thành phần phải được hàn kín để chịu được độ ẩm của cơ thể và một bộ thu phát (cấy vào ngực để truyền dữ liệu từ não đến máy tính) không bị quá nóng.
Cho đến nay, Paradromics mới chỉ thử nghiệm các thiết bị của mình trên cừu, nhưng sẽ thử nghiệm lâm sàng trên người trong một năm nữa. Trong tất cả những rủi ro mà công ty phải đối mặt, từ phẫu thuật đến quy định, điều mà họ lo lắng nhất là tiền bạc. Paradromics đã nhận được $18 triệu tài trợ của chính phủ và đã huy động được $47 triệu từ vốn đầu tư mạo hiểm bên ngoài.
