Khi nào tôi có thể tải tâm trí của mình lên máy tính?

CÂU HỎI CỦA ĐỌC GIẢ: Tôi 59 tuổi, sức khỏe tương đối tốt. Có khả năng rằng tôi sẽ sống đủ lâu để đưa tâm trí mình vào máy tính không? — Richard Dixon.

Chúng ta thường tưởng tượng rằng ý thức con người giống như việc đầu vào và đầu ra của tín hiệu điện trong một mạng lưới các đơn vị xử lý – vì vậy có thể so sánh với một máy tính. Tuy nhiên, thực tế là phức tạp hơn nhiều. Trước hết, chúng ta thực sự không biết được bao nhiêu thông tin mà não người có thể chứa.

Hai năm trước, một nhóm tại Viện Nghiên cứu não Allen ở Seattle đã định vị cấu trúc 3D của tất cả các tế bào thần kinh (tế bào não) có trong một millimet vuông của não chuột – một cột mốc được coi là phi thường.

Bài viết này là phần của Những Câu Hỏi Lớn Của Cuộc Sống

Dòng bài của The Conversation, phối hợp cùng với BBC Future, cố gắng giải đáp những câu hỏi ám ảnh của độc giả về cuộc sống, tình yêu, cái chết và vũ trụ. Chúng tôi làm việc với những nghiên cứu viên chuyên nghiệp đã dành cả đời mình để khám phá góc nhìn mới về những câu hỏi định hình cuộc sống của chúng ta.

Trong viên nang não nhỏ bé này, có kích thước như một hạt cát, các nhà nghiên cứu đã đếm được hơn 100,000 tế bào thần kinh và hơn một tỷ kết nối giữa chúng. Họ đã ghi lại thông tin tương ứng trên máy tính, bao gồm hình dạng và cấu hình của mỗi tế bào thần kinh và kết nối, yêu cầu hai petabyte hoặc hai triệu gigabyte lưu trữ. Và để làm điều này, kính hiển vi tự động của họ phải thu thập 100 triệu hình ảnh của 25,000 lát mẫu nhỏ liên tục trong vài tháng.

Bây giờ nếu điều này là những gì cần để lưu trữ thông tin vật lý đầy đủ của tế bào thần kinh và kết nối trong một millimet vuông não chuột, bạn có thể tưởng tượng được rằng việc thu thập thông tin này từ não người không phải là điều dễ dàng.

Tuy nhiên, việc trích xuất và lưu trữ dữ liệu không phải là thách thức duy nhất. Đối với một máy tính giống như cách não hoạt động, nó cần truy cập mọi thông tin đã được lưu trữ trong khoảng thời gian rất ngắn: thông tin cần phải được lưu trữ trong bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) của nó, thay vì trên ổ cứng truyền thống. Nhưng nếu chúng ta cố gắng lưu trữ lượng dữ liệu mà các nhà nghiên cứu thu thập trong RAM máy tính, nó sẽ chiếm 12.5 lần dung lượng của máy tính với bộ nhớ đơn lớn nhất (một máy tính được xây dựng xung quanh bộ nhớ, thay vì xử lý) từng được xây dựng.

Bộ não người chứa khoảng 100 tỷ tế bào thần kinh (bằng số sao có thể đếm được trong Dải Ngân Hà) – một triệu lần so với số tế bào chứa trong millimet vuông não chuột của chúng ta. Và số lượng ước tính của các kết nối là một con số đáng kinh ngạc với mười mũ 15. Đó là mười theo sau là 15 số 0 – một con số tương đương với số hạt cát cá nhân chứa trong một lớp cát có độ dày 2 mét trên bãi biển dài 1km.

Một vấn đề về không gian

Nếu chúng ta không biết được bao nhiêu thông tin bộ não người có thể chứa, bạn có thể tưởng tượng khó khăn đến đâu khi muốn chuyển nó vào máy tính. Bạn sẽ phải dịch thông tin thành một mã mà máy tính có thể đọc và sử dụng khi đã được lưu trữ. Mọi lỗi trong quá trình này có thể gây hậu quả chết người.

Quy tắc đơn giản về lưu trữ thông tin là bạn cần đảm bảo có đủ không gian để lưu trữ tất cả thông tin bạn cần chuyển trước khi bắt đầu. Nếu không, bạn sẽ phải biết đúng thứ tự quan trọng của thông tin bạn đang lưu trữ và cách nó được tổ chức, điều này hoàn toàn không phải là trường hợp của dữ liệu não.

Nếu bạn không biết được bao nhiêu thông tin bạn cần lưu trữ khi bắt đầu, bạn có thể hết không gian trước khi quá trình chuyển hoàn tất, điều này có thể đồng nghĩa với chuỗi thông tin có thể bị hỏng hoặc không thể sử dụng cho máy tính. Ngoài ra, tất cả dữ liệu sẽ phải được lưu trữ ít nhất hai (nếu không phải ba) bản sao, để ngăn chặn hậu quả thảm họa của mất dữ liệu có thể xảy ra.

Đây chỉ là một vấn đề. Nếu bạn đã chú ý khi tôi mô tả thành tựu phi thường của các nhà nghiên cứu đã quản lý lưu trữ đầy đủ cấu trúc 3D của mạng tế bào thần kinh trong một phần nhỏ của não chuột, bạn sẽ biết rằng điều này đã được thực hiện từ 25,000 (rất mỏng) lát mẫu mô.

Cùng một kỹ thuật sẽ phải được áp dụng cho não của bạn, vì chỉ có thể thu được thông tin rất tơi bời từ các bản quét não. Thông tin trong não được lưu trữ trong mọi chi tiết về cấu trúc vật lý của các kết nối giữa tế bào thần kinh: kích thước và hình dạng của chúng, cũng như số lượng và vị trí của các kết nối giữa chúng. Nhưng liệu bạn sẽ đồng ý não của mình được cắt như vậy không?

Thậm chí nếu bạn đồng ý chúng tôi cắt não của bạn thành các lớp rất mỏng, rất khó có thể rằng toàn bộ thể tích của não bạn có thể bị cắt với độ chính xác đủ và được "lắp ráp" đúng. Bộ não của một người có thể có thể thể tích khoảng 1.26 triệu millimet vuông.

Vì vậy, khi chúng ta không biết cần bao nhiêu bộ nhớ, không có hi vọng tìm đủ thời gian và nguồn lực để hoàn toàn ánh xạ cấu trúc 3D của não người, và chúng ta sẽ cần phải cắt bạn thành hàng triệu hình lập phương và lớp mảnh nhỏ, và quyết định khi nào thực hiện việc chuyển giao là khó khăn tuyệt đối, tôi hy vọng bạn đã thuyết phục rằng có lẽ đó không phải là điều có thể xảy ra trong thời gian tới, nếu có bao giờ. Và nếu có thể, bạn có lẽ sẽ không muốn mạo hiểm hướng đó. Nhưng trong trường hợp bạn vẫn còn hứng thú, tôi sẽ tiếp tục.

Một vấn đề về cách thức

Có lẽ vấn đề lớn nhất chúng ta đang gặp phải là rằng ngay cả khi chúng ta có thể thực hiện điều không thể và vượt qua nhiều thách thức đã thảo luận, chúng ta vẫn biết rất ít về cơ chế cơ bản. Hãy tưởng tượng rằng chúng ta đã thành công trong việc tái tạo cấu trúc hoàn chỉnh của hàng tỷ tế bào thần kinh trong não của Richard Dixon cùng với mọi kết nối giữa chúng, và đã có thể lưu trữ và chuyển giao lượng dữ liệu khổng lồ này vào một máy tính với ba bản sao. Ngay cả nếu chúng ta có thể truy cập thông tin này khi cần và ngay lập tức, chúng ta vẫn đối mặt với một điều lớn lao không biết: nó hoạt động như thế nào?

Sau câu hỏi "là gì" (thông tin là gì?), và câu hỏi "khi nào" (khi nào là thời điểm thích hợp để chuyển giao?), câu hỏi khó khăn nhất là "cách thức". Hãy không quá cấp tiến. Chúng ta biết một số điều. Chúng ta biết rằng tế bào thần kinh giao tiếp với nhau dựa trên những thay đổi điện cục bộ, di chuyển xuống các chi nhánh chính của chúng (dendrites và axons). Những thay đổi có thể chuyển giao từ một tế bào thần kinh sang tế bào thần kinh khác trực tiếp hoặc qua bề mặt trao đổi được gọi là synapse.

Tại synapse, tín hiệu điện được chuyển đổi thành tín hiệu hóa học, có thể kích hoạt hoặc vô hiệu hóa tế bào thần kinh tiếp theo trong dãy, phụ thuộc vào loại phân tử (gọi là neuromediators) tham gia. Chúng ta hiểu rất nhiều về các nguyên tắc điều chỉnh chuyển giao thông tin nhưng chúng ta không thể giải mã nó chỉ bằng cách nhìn vào cấu trúc của tế bào thần kinh và kết nối của chúng.

Để biết loại kết nối nào áp dụng giữa hai tế bào thần kinh, chúng ta cần áp dụng các phương pháp phân tử và kiểm tra gen. Điều này có nghĩa là lại phải cố định và cắt mảnh mỏng mảnh. Điều này cũng thường liên quan đến các kỹ thuật đặt chết, và việc cắt phải tương thích với chúng. Nhưng điều này không nhất thiết phù hợp với cách cắt cần thiết để tái tạo cấu trúc 3D.

Vì vậy, bây giờ bạn đối diện với một sự lựa chọn ngay cả khó khăn hơn việc xác định khi nào là thời điểm tốt nhất trong cuộc đời bạn để từ bỏ sự tồn tại, bạn phải chọn giữa cấu trúc và chức năng - kiến trúc ba chiều của não của bạn so với cách nó hoạt động ở mức tế bào. Điều này bởi vì không có phương pháp nào được biết đến để thu thập cả hai loại thông tin cùng một lúc. Và tiện thể, không phải là tôi muốn làm giàu thêm một kịch bản nghiêm túc, nhưng cách thức tế bào thần kinh giao tiếp lại là một lớp thông tin khác, có nghĩa là chúng ta cần nhiều bộ nhớ hơn so với lượng không đếm được đã được mơ tưởng trước đây.

Vì vậy, khả năng tải thông tin từ não vào máy tính là hoàn toàn xa xôi và có thể mãi mãi là không thể. Có lẽ, tôi nên dừng lại ở đây, nhưng tôi sẽ không làm vậy. Vì còn nhiều điều để nói. Hãy cho phép tôi hỏi bạn một câu hỏi phản đối, Richard: tại sao bạn muốn đưa não của mình vào máy tính?

Liệu tâm trí của chúng ta có phải là tổng của các phần (sinh học) của chúng không?

Tôi có thể có một câu trả lời hữu ích, mặc dù là không ngờ, để trả lời bạn cuối cùng. Tôi sẽ giả định rằng bạn muốn chuyển giao tâm trí của mình vào máy tính với hy vọng tồn tại ngoài tuổi thọ của bạn, rằng bạn muốn tiếp tục tồn tại bên trong một máy khi cơ thể bạn không còn có thể triển khai tâm trí của bạn trong não đang sống của bạn.

Nếu giả thuyết này là chính xác, tuy nhiên, tôi phải phản đối. Tưởng tượng rằng tất cả những điều không thể được liệt kê ở trên một ngày nào đó được giải quyết và não của bạn có thể được "sao chép" vào máy tính - tạo ra một mô phỏng hoàn chỉnh về cách não của bạn hoạt động - vào thời điểm bạn quyết định chuyển giao, Richard Dixon đã ngừng tồn tại. Hình ảnh tâm trí được chuyển giao vào máy tính do đó sẽ không còn sống hơn máy tính đang chứa nó.

Điều này bởi vì những thứ sống như con người và động vật tồn tại vì chúng sống. Bạn có thể nghĩ rằng tôi vừa nói một điều gì đó hoàn toàn tầm thường, gần như ngớ ngẩn, nhưng nếu bạn suy nghĩ kỹ hơn, có nhiều điều hơn ngoài cái nhìn bề ngoài.

Tất cả các đầu vào và đầu ra như vậy không dễ mô phỏng, đặc biệt là nếu tâm trí sao chép bị cô lập và không có hệ thống để cảm nhận môi trường và đáp ứng theo đầu vào. Não mượt mà và liên tục tích hợp tín hiệu từ tất cả các giác quan để tạo ra biểu diễn nội tại, đưa ra dự đoán về những biểu diễn này và cuối cùng tạo ra ý thức (cảm giác của chúng ta đang sống và là chính bản thân mình) một cách vẫn là một bí ẩn hoàn toàn với chúng ta.

Mà không có tương tác với thế giới, dù là tinh tế và không thể ý thức, tâm trí làm thế nào có thể hoạt động chỉ một phút? Và làm thế nào có thể tiến hóa và thay đổi? Nếu tâm trí, nhân tạo hay không, không có đầu vào hoặc đầu ra, thì nó trống rỗng như một não chết.

Nói cách khác, sau tất cả những hy sinh đã thảo luận trước đây, chuyển giao não của bạn vào máy tính sẽ hoàn toàn thất bại trong việc giữ tâm trí của bạn sống. Bạn có thể trả lời rằng sau đó bạn sẽ yêu cầu nâng cấp và yêu cầu tâm trí của bạn được chuyển giao vào một robot tinh tế trang bị một loạt các cảm biến có khả năng nhìn, nghe, chạm và thậm chí còn có khả năng ngửi và nếm thế giới (tại sao không?) và robot này sẽ có thể hành động, di chuyển và nói chuyện (tại sao không?).

Nhưng thậm chí khi đó, lý thuyết và thực tế đều khẳng định rằng các cảm biến và hệ thống động cơ cần thiết sẽ không thể cung cấp những cảm giác và hành động giống hoặc thậm chí có thể so sánh được với những cảm giác và hành động được cung cấp và tạo ra bởi cơ thể sinh học hiện tại của bạn. Mắt không chỉ là máy ảnh đơn giản, tai không chỉ là máy thu âm và cảm giác chạm không chỉ là về ước lượng áp lực. Ví dụ, mắt không chỉ truyền tải độ tương phản và màu sắc, thông tin từ chúng được kết hợp ngay sau khi đến tới não để mã hóa sâu (khoảng cách giữa các đối tượng) - và chúng ta vẫn chưa biết cách thức hoạt động.

Và vì vậy, điều này dẫn đến việc tâm trí được chuyển giao của bạn sẽ không có khả năng liên quan đến thế giới như tâm trí sống hiện tại của bạn. Và làm thế nào chúng ta có thể kết nối cảm biến nhân tạo với bản sao số của tâm trí của bạn (sống)? Còn về nguy cơ bị hack? Hoặc lỗi phần cứng?

Vậy nên, không, không và không. Tôi đã cố gắng đưa ra quan điểm của mình (dựa trên khoa học) về câu hỏi của bạn và mặc dù đó là một câu trả lời rõ ràng từ phía tôi, tôi hy vọng đã giúp giảm đi sự mong muốn của bạn về việc đưa não của mình vào máy tính.

Chúc bạn một cuộc sống dài và khỏe mạnh, Richard, bởi vì đó chắc chắn là nơi tâm trí của bạn sẽ tồn tại và phát triển miên man khi được thực hiện bởi não của bạn. Mong nó mang lại cho bạn niềm vui và những giấc mơ - điều mà các robot chắc chắn sẽ không bao giờ có.

Bài viết của Guillaume Thierry, Giáo sư Nguồn lực não bộ, Đại học Bangor, được tái bản từ The Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc bài viết gốc.