“Máy tính sống” không còn là chuyện viễn tưởng

Mười trường đại học quốc tế hiện đã tham gia mạng lưới “Living Computer Network” - nền tảng cho phép các nhà khoa học truy cập, quan sát và huấn luyện trực tiếp các cụm tế bào thần kinh sống (organoid) theo thời gian thực. Những “bộ não nhân tạo” này đang mở ra viễn cảnh về thế hệ bộ xử lý sinh học đầu tiên, nơi neuron sống có thể trở thành trái tim của những cỗ máy biết học và biết nghĩ như con người.

Khi neuron người trở thành bộ xử lý tiêu chuẩn

Ý tưởng sử dụng tế bào não người để xử lý thông tin, từng chỉ là khái niệm trong khoa học viễn tưởng nay đang trở thành hiện thực. Trong phòng thí nghiệm của FinalSpark tại Vevey, các nhà nghiên cứu đang nuôi dưỡng những organoid - cụm tế bào thần kinh được tái lập trình từ tế bào da người trong dung dịch giàu dưỡng chất và kết nối với hàng trăm điện cực siêu nhỏ.

Mỗi khi được kích thích bằng xung điện, các neuron phản ứng bằng chuỗi tín hiệu điện tương tự như bit nhị phân trong máy tính, biểu hiện qua những dao động nhỏ trên màn hình như một minh chứng rằng “bộ não” đang hoạt động.

Đồng sáng lập FinalSpark, ông Fred Jordan giới thiệu các thiết bị chứa tế bào não người được bảo quản trong tủ đông phòng thí nghiệm. Ảnh: FABRICE COFFRINI / AFP

Mỗi organoid có kích thước chỉ bằng não của một con ruồi giấm và chứa khoảng 10.000 neuron, nhưng đã có thể thực hiện các tác vụ tính toán cơ bản. Một số thí nghiệm gần đây cho thấy những organoid này có thể học qua tín hiệu dopamine, hình thành phản ứng có điều kiện giống cách não người ghi nhớ và thích nghi.

“Thay vì cố mô phỏng bộ não bằng silicon, tại sao không sử dụng chính bộ não thật?” Tiến sĩ Fred Jordan, đồng sáng lập FinalSpark chia sẻ. Theo ông, neuron sinh học đem lại hiệu quả năng lượng hơn neuron nhân tạo đến một triệu lần khiến công nghệ wetware trở thành ứng viên tiềm năng để giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng trong kỷ nguyên AI.

FinalSpark và hành trình đổi mới mạng lưới máy tính sinh học toàn cầu

Bước sang năm 2025, FinalSpark không còn chỉ là một dự án nghiên cứu. Doanh nghiệp này đang dẫn đầu nỗ lực xây dựng mạng lưới máy tính sinh học toàn cầu, nơi các viện nghiên cứu từ châu Âu đến Mỹ có thể truy cập và huấn luyện organoid qua hệ thống trực tuyến. Trên nền tảng trực tuyến của FinalSpark, các nhà khoa học có thể quan sát “bộ não sống” đang hoạt động trong thời gian thực, một cột mốc hiếm thấy trong nghiên cứu trí tuệ sinh học.

Mỗi “bộ não sống” được cấy trên mạch điện nối với hệ thống ghi nhận dữ liệu và AI phụ trợ, cho phép chúng tự điều chỉnh phản ứng điện học khi gặp kích thích. Đây là cách FinalSpark dạy neuron “học” không qua lập trình dòng lệnh, mà thông qua tương tác và phản hồi sinh học.

Tuy vậy, thách thức lớn nhất vẫn là tuổi thọ của organoid. Các cụm neuron chỉ sống được khoảng bốn tháng do chưa có hệ mạch máu nuôi dưỡng. Khi chết, chúng tạo ra một đợt xung điện cuối cùng, hiện tượng mà Jordan ví như “nhịp dao động cuối cùng của bộ não con người trước khi ngừng hoạt động”. Dù vậy, ông tin rằng việc liên tục thử nghiệm và cải thiện điều kiện nuôi cấy sẽ sớm kéo dài thời gian hoạt động của các bộ xử lý “sống”.

Trình phát trực tiếp hệ thống chạy bằng nền tảng thần kinh sinh học đang hoạt động. Ảnh: FinalSpark

Song song với đó, FinalSpark hợp tác cùng các chuyên gia đạo đức học để xác lập giới hạn rõ ràng cho nghiên cứu. Các organoid không có thụ thể cảm nhận đau và không phát triển vỏ não, do đó hoàn toàn không có khả năng nhận thức - một “nguyên tắc bất di bất dịch” của công ty trong mọi thí nghiệm.

Về mặt ứng dụng, biocomputing không nhằm thay thế chip silicon, mà hướng đến mục tiêu bổ trợ. Các chuyên gia tại Johns Hopkins University cho rằng công nghệ này có thể hỗ trợ nghiên cứu bệnh lý thần kinh, thử nghiệm thuốc và góp phần hạn chế việc sử dụng động vật trong nghiên cứu.

Từ một phòng thí nghiệm nhỏ bên hồ Geneva, FinalSpark đã trở thành ngọn cờ tiên phong trong lĩnh vực máy tính sinh học. Ở đó, neuron sống không còn chỉ là đối tượng nghiên cứu, mà đang dần trở thành hạt nhân của thế hệ xử lý thông tin kế tiếp. Đây cũng là nơi “trí tuệ thật” và trí tuệ nhân tạo bắt đầu cùng tồn tại, học hỏi lẫn nhau và tái định nghĩa khái niệm về một cỗ máy biết suy nghĩ như con người.

Thế Quân (Theo InterestingEngineering)