Thiết bị “đọc não” có thể dự đoán những gì con người nhìn thấy

Một chương trình máy tính mới có thể ghép hoạt động não bộ với các hình ảnh thị giác và dự đoán được những gì con người đang nhìn thấy. Công trình làm tăng khả năng rằng một ngày kia máy tính có thể “đọc” não người để tái tạo những ký ức, giấc mơ và tưởng tượng bằng kỹ thuật số.

Những nỗ lực trước đây nhằm giải mã hình ảnh theo cách này chỉ tách được những thông tin đơn giản về hình ảnh, ví dụ như định hướng vật lý, và không thể xác định được những hình ảnh mà người tham gia thử nghiệm mới nhìn thấy lần đầu.

Theo thành viên của nhóm nghiên cứu, Kendrick Kay thuộc Đại học California, Berkeley: “Phương pháp của chúng tôi đã khắc phục được nhược điểm này, và chúng tôi chứng minh được rằng chúng tôi có thể xác định được những hình ảnh tưởng tượng.”

Hình mẫu máy tính mới được mô tả trên ấn bản mới đây nhất của tạp chí Nature.

Nhà dự đoán bậc thầy

Các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp chụp ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI) để đo đạc hoạt động trong vỏ não hình ảnh của những người thử nghiệm khi cho họ nhìn vào những bức ảnh động vật, thức ăn, con người và những vật thể phổ biến khác.

Phương pháp fMRI là một cách tương đối mới theo dõi những thay đổi lượng oxy trong máu ở não, một điều liên hệ mật thiết với hoạt động thần kinh. Dữ liệu thu được sẽ được dùng để “dạy” một chương trình máy tính nhằm liên hệ những mẫu máu nhất định với những hình ảnh xác định.
Những người thử nghiệm sau đó được yêu cầu nhìn vào một loạt ảnh thứ hai, những ảnh họ chưa bao giờ được thấy.

Chương trình được xây dựng nhằm áp dụng những gì nó mới hoặc được từ việc ghép nối trước đó và hình dung ra những gì nằm trong bộ ảnh thứ hai. Đối với một nhóm gồm 120 ảnh, chương trình này nhận diện được 90% những gì họ đang thấy. Khi bộ ảnh được mở rộng đến 1000, độ chính xác là khoảng 80%.

Hình ảnh chụp cộng hưởng từ não bộ con người. Một công trình nghiên cứu mới chỉ ra rằng một chương trình máy tính có thể ghép hoạt động não bộ với những hình ảnh thị giác và thậm chí dự đoán được những gì con người nhìn thấy. (Ảnh: National Geographic)

Những công trình đọc não

Các nhà khoa học cho biết công trình của họ mở ra cánh cửa cho những thiết bị đọc não bộ - tương tự như những thiết bị do các nhà văn viết truyện khoa học viễn tưởng hình dung ra – có thể hiển thị những trải nghiệm thị giác nội tại của một người lên màn ảnh.

Trước khi một thiết bị như thế được ra đời, các nhà khoa học phải trả lời được những câu hỏi quan trọng về giấc mơ, ký ức và tưởng tượng. Kay cho biết: “Có lẽ nội dung của sự tưởng tượng không thể hiện theo cách các giác quan khác cảm nhận thực tế. Trong trường hợp này, chúng tôi sẽ phải nghiên cứu sự tưởng tượng hiện lên như thế nào và thiết kế ra những chương trình máy tính tương ứng.”

Công nghệ cũng cần phải được cải thiện.

Những người chỉ trích phương pháp fMRI cho rằng phương pháp này không đo các hoạt động não bộ một cách trực tiếp. Kết quả là, nó thiếu dữ liệu ghi lại trực tiếp từ tế bào não.

Một bước tiến nhỏ

Frank Tong, nhà thần kinh học tại Đại học Vanderbilt ở Tennesse, cho biết ông khá ngạc nhiên vì phương pháp của nhóm lại hiệu quả vì nguyên nhân trên.

“Phần lớn mọi người cho rằng fMRI là một phương pháp còn khá “thô sơ”, nhưng dữ liệu thu được chứa một lượng thông tin đáng ngạc nhiên, đủ để dự đoán hàng trăm hàng ngàn bức ảnh mà không thành công ngoài tính ngẫu nhiên tình cờ.”

Công trình cũng dựa vào một số nghiên cứu đột phá khác, bao gồm một công trình khoa học xuất hiện vào năm trước trên tạp chí Current Biology, giải mã thành công được dự định của những người thử nghiệm đến 70% dựa trên đọc kết quả fMRI.

Robert Dougherty, nhà thần kinh học tại Đại học Stanford cho biết phát minh ra một thiết bị đọc não là có khả năng, nhưng ông nhắc rằng phần mềm mới chỉ là một bước nhỏ tiến đến mục tiêu trên. “Phầm mềm của họ không làm việc ngược được, nó không thể cho ra một hình ảnh thống nhất từ hoạt động não bộ đo được. Tuy nhiên, liên hệ với những giả thiết vững chắc về phân tích hình ảnh tự nhiên, một phần mềm phức tạp hơn có thể cho ra được những hình ảnh dự đoán của một vật thể.”

Thiết bị đọc não bộ có thể hữu ích trong việc nghiên cứu những hiện tượng khó quan sát được bằng phương pháp thông thường, sự khác nhau trong việc cảm nhận của con người.

Nhưng nhóm nghiên cứu cho biết thêm một thiết bị như thế có thể bị lạm dụng cho những mục đích xấu. Những vấn đề riêng tư và đạo đức liên quan đến thiết bị đọc não sẽ song hành với những vấn đề xung quanh sắp xếp gien người. Trong trường hợp này, cần phải đảm bảo quyền lợi cá nhân sẽ không bị xâm phạm. Theo tuyên bố của nhóm, “các tác giả cho rằng không một ai bị ép buộc đọc não mà không được thông tin một cách đầy đủ.”