Phòng thí nghiệm nuôi "não mini" để vận hành máy tính

Theo Spaceworks, một nhóm nhà khoa học ở Thụy Sĩ đang nuôi những bộ não tí hon từ tế bào gốc của con người. Họ tin rằng trong tương lai, những bộ não ấy có thể trở thành “trái tim” của máy tính sinh học, giúp tiết kiệm năng lượng và học hỏi giống con người.

Tại thị trấn Vevey, thuộc bang Vaud, Thụy Sĩ, tiến sĩ Fred Jordan cùng các cộng sự ở phòng thí nghiệm FinalSpark đang miệt mài theo đuổi một hướng đi đầy táo bạo.

Thay vì lập trình trên các con chip silicon thông thường, họ tìm cách để những tế bào thần kinh người có thể thực sự học hỏi và xử lý thông tin. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra những “máy chủ sống” biết phản ứng và ghi nhớ, hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với các hệ thống máy tính hiện nay.

Từ tế bào da người đến bộ não tí hon

Tại phòng thí nghiệm FinalSpark, hành trình bắt đầu từ những tế bào da người được lấy hợp pháp từ các phòng khám ở Nhật Bản.

Các nhà khoa học chuyển chúng thành tế bào gốc, rồi nuôi cấy trong môi trường đặc biệt để hình thành những khối cầu nhỏ màu trắng gọi là organoid.

Tiến sĩ Flora Brozzi, nhà sinh vật học tế bào của nhóm nghiên cứu, cho biết mỗi organoid có kích thước chỉ bằng hạt gạo nhưng bên trong chứa hàng nghìn tế bào thần kinh cùng các tế bào hỗ trợ khác. Dù kém xa não người về độ phức tạp, song chúng có chung những cấu trúc cơ bản và phản ứng điện học giống nhau.

Khi đạt độ trưởng thành cần thiết, organoid được gắn vào các điện cực siêu nhỏ nối với máy tính. Mỗi khi người thí nghiệm ấn một phím, tín hiệu điện lập tức truyền qua hệ thống và hiển thị trên màn hình như một bản đồ hoạt động thần kinh thu nhỏ.

Theo Brozzi, đó là bằng chứng cho thấy các tế bào thần kinh trong organoid có thể cảm nhận, phản ứng và dần học được cách xử lý thông tin.

Thách thức lớn nhất là giữ cho não nhân tạo “sống”

Để duy trì hoạt động của một bộ não tí hon không hề đơn giản. Những organoid này rất nhạy cảm, cần được cung cấp dưỡng chất và môi trường ổn định gần như liên tục.

Sau bốn năm thử nghiệm, nhóm của FinalSpark đã giúp các organoid sống được tới bốn tháng. Đây là một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực máy tính sinh học.

Họ còn ghi nhận hiện tượng đặc biệt trước khi organoid ngừng hoạt động, các tín hiệu điện thường xuất hiện dồn dập như nhịp tim tăng nhanh. Dù chưa thể giải thích hoàn toàn, điều này cho thấy các cụm neuron có thể đã đạt tới trạng thái tương tác phức tạp hơn nhiều so với trước đó.

Cuộc đua tạo ra máy tính biết học

FinalSpark không phải là đơn vị duy nhất theo đuổi ý tưởng kết hợp sinh học và công nghệ. Tại Australia, công ty Cortical Labs từng công bố đã huấn luyện được một nhóm tế bào thần kinh nhân tạo chơi trò điện tử Pong trên máy tính.

Ở Mỹ, các nhà nghiên cứu của Đại học Johns Hopkins cũng đang phát triển “não mini” để tìm hiểu cách con người xử lý thông tin, qua đó mở đường cho việc điều trị các bệnh thần kinh như Alzheimer hay tự kỷ.

Tiến sĩ Lena Smirnova, người phụ trách nghiên cứu tại Đại học Johns Hopkins, cho rằng máy tính sinh học không nhằm thay thế hoàn toàn các con chip hiện có mà sẽ hỗ trợ con người trong việc mô phỏng bệnh lý, nghiên cứu thuốc và giảm thiểu việc sử dụng động vật trong thí nghiệm.

Các chuyên gia đánh giá rằng công nghệ “nuôi não để tính toán” vẫn ở giai đoạn rất sơ khai.

Tuy nhiên, tiềm năng mà nó mang lại là vô cùng lớn. Một ngày nào đó, những “bộ não trong ống nghiệm” có thể trở thành nền tảng cho các hệ thống máy tính biết học hỏi, ghi nhớ và thích nghi, điều mà trước đây chỉ con người mới có thể làm được.

Nguồn: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phong-thi-nghiem-nuoi-nao-mini-de-van-hanh-may-tinh-20251008064509797.htm