BrainNet cho phép giải quyết vấn đề cộng tác bằng cách sử dụng giao tiếp não -não trực tiếp.

Khả năng gửi trực tiếp ý nghĩ đến não bộ của người khác là sản phẩm của khoa học viễn tưởng. Ít nhất thì chuyện này đã từng xảy ra.

Trong những năm gần đây, các nhà vật lý và các nhà thần kinh học đã phát triển một kho công cụ có thể cảm nhận được một số loại ý nghĩ nhất định và truyền tải thông tin về chúng vào các bộ não khác. Điều đó đã làm cho giao tiếp não-não trở thành hiện thực.

Những công cụ này bao gồm các điện não đồ (EEGs) ghi lại hoạt động điện trong não bộ và kích thích từ xuyên sọ (TMS), có thể truyền thông tin vào bộ não.

Vào năm 2015, Andrea Stocco và các cộng sự của mình tại Đại học Washington ở Seattle đã sử dụng thiết bị này để kết nối hai người thông qua giao diện não-não. Sau đó mọi người tham gia vào trò chơi gồm có 20 câu hỏi.

Bước tiếp theo rõ ràng là cho phép nhiều người tham gia vào cuộc trò chuyện như vậy, và ngày nay, Stocco và các cộng sự của mình đã thông báo rằng họ đã đạt được điều này bằng cách sử dụng mạng não-não đầu tiên trên thế giới. Mạng này, được họ đặt tên là BrainNet, cho phép một nhóm nhỏ tham gia trò chơi tương tự như trò chơi xếp hình nổi tiếng Tetris. “Kết quả của chúng tôi nâng cao khả năng đối với các giao diện não-não trong tương lai mà cho phép giải quyết vấn đề hợp tác của con người bằng cách sử dụng một “mạng xã hội” kết nối các bộ não”, họ cho biết.

Công nghệ đằng sau mạng này tương đối đơn giản. Các điện não đồ đo hoạt động điện của não bộ. Chúng bao gồm một số điện cực đặt trên hộp sọ có thể lấy hoạt động điện trong bộ não.

Một ý tưởng quan trọng là mọi người có thể thay đổi các tín hiệu mà não bộ của mình tạo ra tương đối dễ dàng. Ví dụ, các tín hiệu não có thể dễ dàng bị ảnh hưởng bởi những tín hiệu bên ngoài. Vì vậy, việc xem ánh sáng chiếu ở tốc độ 15 hertz khiến não bộ phát ra tín hiệu điện mạnh ở cùng tần số. Chuyển sự chú ý sang ánh sáng chiếu ở tốc độ 17 Hz làm thay đổi tần số tín hiệu não theo cách mà điện não đồ có thể phát hiện tương đối dễ dàng.

Kích thích từ xuyên sọ (TMS) điều khiển hoạt động của não bộ bằng cách gây ra hoạt động điện trong các vùng não cụ thể. Ví dụ, một xung từ tập trung vào vỏ não chẩm gây ra cảm giác nhìn thấy ánh sáng lóe lên, được gọi là hiện tượng “đom đóm mắt”.

Đồng thời, các thiết bị này có thể gửi và nhận các tín hiệu trực tiếp đến và từ não bộ. Nhưng chưa một ai đã tạo ra một mạng cho phép thực hiện giao tiếp nhóm. Mãi cho đến bây giờ, điều này mới xuất hiện.

Stocco và các cộng sự đã tạo ra một hệ thống mạng cho phép ba cá nhân gửi và nhận thông tin trực tiếp tới não bộ của mình. Họ nói rằng mạng này có thể dễ dàng mở rộng và chỉ bị giới hạn bởi sự sẵn có của các thiết bị điện não đồ và kích thích từ xuyên sọ.

Mạng chứng minh-nguyên tắc này kết nối ba người: hai người gửi và một người có thể nhận và truyền thông tin, tất cả ngồi trong các phòng riêng biệt và không thể giao tiếp với nhau theo cách thông thường. Cả nhóm phải giải quyết trò chơi giống như trò chơi xếp hình nổi tiếng Tetris trong đó khối hình rơi xuống phải được xoay sao cho nó vừa khít với một khoảng trống ở cuối màn hình.

Cả hai người gửi tin, đeo điện não đồ, có thể nhìn thấy toàn màn hình. Trò chơi này được thiết kế sao cho hình dạng của khối hình rơi xuống phù hợp với hàng dưới cùng nếu nó được xoay 1800 hoặc không được xoay. Những người gửi tin phải quyết định thông tin nào sẽ gửi và phát thông tin đó cho thành viên thứ ba trong nhóm.

Để làm điều này, họ thay đổi tín hiệu mà não bộ của họ tạo ra. Nếu điện não đồ chọn tín hiệu 15 Hz từ não bộ của họ, thiết bị sẽ di chuyển con trỏ về phía bên tay phải của màn hình. Khi con trỏ tới vị trí phía bên tay phải, thiết bị sẽ gửi một tín hiệu đến người nhận để xoay khối hình đó.

Người gửi có thể kiểm soát tín hiệu não bộ của mình bằng cách nhìn chằm chằm vào các đèn LED nằm ở cả hai bên màn hình — một đèn nháy ở tốc độ 15 Hz và một đèn nháy ở tốc độ 17 Hz.

Người nhận thông tin, được gắn với một điện não đồ và một kích thích từ xuyên sọ, có nhiệm vụ khác. Người nhận chỉ có thể nhìn thấy nửa trên của màn hình Tetris, và vì vậy có thể nhìn thấy khối hình nhưng không thể điều khiển xoay khối hình đó. Tuy nhiên, người nhận thông tin nhận các tín hiệu qua kích thích từ xuyên sọ từ mỗi người gửi, nói rằng “xoay” hoặc “không xoay”.

Các tín hiệu bao gồm hiện tượng “đom đóm mắt” đơn lẻ cho thấy khối hình đó phải được xoay hoặc không có tia sáng nào cho thấy rằng không nên xoay khối hình đó. Vì vậy, tốc độ dữ liệu thấp – chỉ một bit trên một tương tác.

Sau khi nhận được dữ liệu từ cả hai người gửi, người nhận thông tin thực hiện hành động. Tuy nhiên, điều quan trọng là trò chơi này cho phép thực hiện một vòng tương tác khác.

Người gửi có thể thấy khối hình rơi xuống và do đó có thể xác định liệu người nhận đã thực hiện cuộc gọi phù hợp và truyền phương hướng hành động tiếp theo hay chưa – xoay hay không xoay – trong một vòng giao tiếp khác.

Điều này mang lại một số niềm vui cho các nhà nghiên cứu. Trong một số thử nghiệm, họ cố ý thay đổi thông tin từ một người gửi để xem liệu người nhận có thể xác định xem có nên bỏ qua nó hay không. Điều đó tạo ra yếu tố gây lỗi vốn thường được phản ánh trong các tình huống xã hội thực tế.

Nhưng câu hỏi mà họ điều tra là liệu con người có thể vạch ra những việc phải làm khi tốc độ dữ liệu quá thấp. Nó chỉ ra con người, nhóm động vật xã hội, có thể phân biệt giữa thông tin đúng và thông tin sai bằng cách chỉ sử dụng giao thức não-não.

Đó là một công việc thú vị, mở đường cho sự ra đời của các mạng phức tạp hơn. Nhóm nghiên cứu cho biết thông tin đi qua một mạng đặt hàng trước được thiết lập giữa ba phòng trong phòng thí nghiệm của họ. Tuy nhiên, không có lý do tại sao mạng này không thể được mở rộng sang Internet, cho phép những người tham gia trên khắp thế giới có thể cộng tác với nhau.

““Máy chủ giao diện não-não dựa trên nền tảng đám mây có thể truyền tải thông tin giữa bất kỳ bộ thiết bị nào trên mạng giao diện não-não và làm cho nó có thể hoạt động trên phạm vi toàn cầu thông qua Internet, qua đó cho phép thực hiện các tương tác dựa trên nền tảng đám mây giữa các bộ não trên quy mô toàn cầu”, Stocco và các đồng nghiệp cho biết. “Việc theo đuổi các giao diện não-não như vậy có khả năng không chỉ mở ra các biên giới mới trong giao tiếp và cộng tác của con người mà còn giúp chúng ta hiểu sâu hơn về bộ não con người”.

Đây là một công cụ rất hấp dẫn.

Hoài Thu

Lược dịch theo MIT Technology Review –

Chuyên mục Công nghệ mới nổi (Emerging Technology), arXiv