Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 5)

BỐN LỰC CƠ BẢN

Sự thành công của thế hệ đầu tiên của việc quét não này là không có kém hơn một bức tranh đầy ngoạn mục. Trước khi chúng ta mắt, chỉ có khoảng ba mươi khu vực của bộ não được biết đến với rất ít sự chắc chắn. Bây giờ chỉ một mình máy MRI có thể xác định từ hai đến ba trăm vùng của não bộ, mở ra các ranh giới hoàn toàn mới cho khoa học não. Với rất nhiều công nghệ quét mới được giới thiệu từ vật lý chỉ trong vòng mười lăm năm qua, người ta có thể tự hỏi: Có nhiều hơn không? Câu trả lời là có, nhưng chúng sẽ là các biến thể và tinh chỉnh của những cái trước đó, chứ không phải công nghệ hoàn toàn mới. Điều này là bởi vì hiện chỉ (biết, thao tác được) có bốn lực lượng cơ bản – hấp dẫn, điện từ, hạt nhân yếu, và hạt nhân mạnh – các lực này cai trị vũ trụ. (Các nhà vật lý đã cố gắng tìm bằng chứng cho một lực thứ năm, nhưng cho đến nay tất cả những nỗ lực đó vẫn thất bại.)

Lực điện từ - The electromagnetic force, chiếu sáng các thành phố của chúng ta và đại diện cho năng lượng điện và từ tính, là nguồn gốc của hầu hết các công nghệ quét mới (ngoại trừ việc quét PET, được điều chỉnh bởi lực hạt nhân yếu). Bởi vì các nhà vật lý đã có hơn 150 năm kinh nghiệm làm việc với lực điện từ, không có gì bí ẩn trong việc tạo ra các điện trường và từ trường mới, vì vậy bất kỳ công nghệ quét não mới nào cũng có thể là một sự điều chỉnh mới lạ của các kĩ thuật hiện có, chứ không phải là một cái gì đó hoàn toàn mới. Như với hầu hết các công nghệ, kích thước và chi phí của các máy này sẽ giảm, tăng không tưởng trong việc sử dụng rộng rãi các công cụ này. Các nhà vật lý đang thực hiện các tính toán cơ bản cần thiết để làm cho một máy MRI vừa vặn kích cỡ với điện thoại di động. Đồng thời, các nền tảng cơ bản phải đối mặt với những lần quét não này là độ phân giải, cả về mặt không gian và thời gian. Độ phân giải về không gian cho việc quét MRI sẽ tăng khi từ trường trở nên đồng nhất hơn và khi các thiết bị điện tử trở nên nhạy hơn. Hiện tại, quét MRI chỉ có thể thấy các điểm ảnh pixels hoặc khối ảnh voxels với một phần nhỏ của một milimet. Nhưng mỗi chấm có thể chứa hàng trăm nghìn tế bào thần kinh. Công nghệ quét mới nên giảm giá hơn nữa. Chén thánh của phương pháp này sẽ là tạo ra một máy giống MRI có thể xác định các tế bào thần kinh riêng lẻ và các kết nối của chúng.

Độ phân giải thời gian của các máy MRI cũng bị giới hạn bởi vì chúng phân tích dòng chảy của máu được oxy hóa trong não. Bản thân chiếc máy có độ phân giải thời gian rất tốt, nhưng theo dõi dòng chảy của máu làm chậm nó xuống. Trong tương lai, các máy MRI khác sẽ có thể định vị các chất khác nhau được kết nối trực tiếp hơn với việc đốt cháy của các tế bào thần kinh, do đó cho phép phân tích thời gian thực các quá trình tinh thần. Không quan trọng cho sự ngoạn mục ra sao ở những thành công của mười lăm năm qua, rồi thì, chúng chỉ là một hương vị của tương lai.

MÔ HÌNH MỚI CỦA BỘ NÃO

Trong lịch sử, với mỗi khám phá khoa học mới, là có một mô hình mới của bộ não xuất hiện. Một trong những mô hình đầu tiên của bộ não là "homunculus", người đàn ông tí hon sống trong bộ não và đưa ra tất cả các quyết định. Bức tranh này không hữu ích lắm, vì nó không giải thích những gì đã xảy ra trong não của homunculus. Có lẽ có một homunculus tí hon nữa nằm ẩn bên trong homunculus mẹ.

Với sự xuất hiện của các thiết bị cơ khí đơn giản, một mô hình khác của bộ não đã được đề xuất: đó là một chiếc máy, chẳng hạn như đồng hồ, với bánh xe và bánh răng cơ học. Sự tương tự này rất hữu ích cho các nhà khoa học và nhà phát minh như Leonardo da Vinci, người đã thiết kế một người cơ khí.

Vào cuối những năm 1800, khi sức mạnh hơi nước đã khắc họa ra các đế chế mới, một mô hình về não bộ tương tự khác xuất hiện, đó là một động cơ hơi nước, với dòng năng lượng cạnh tranh với nhau. Mô hình thủy lực này, với dòng năng lượng cạnh tranh với nhau. Mô hình thủy lực này, các nhà sử học đã phỏng đoán, ảnh hưởng đến hình ảnh về bộ não của Sigmund Freud, trong đó có một cuộc đấu tranh liên tục giữa ba lực: cái tôi hay bản ngã – the ego (đại diện cho tự bản thân và sự hợp lý), the id/bản năng (đại diện cho ham muốn bị kìm nén), và the superego/siêu tôi ( đại diện lương tâm của chúng ta). Trong mô hình này, nếu quá nhiều áp lực được tạo ra do xung đột giữa ba yếu tố này, có thể có các cấp độ tác động ngược lại hoặc gặp phải sự cố chung của toàn bộ hệ thống. Mô hình này rất khéo léo, nhưng ngay cả Freud cũng thừa nhận, nó yêu cầu nghiên cứu chi tiết về bộ não ở cấp độ thần kinh, điều này có thể sẽ mất thêm một thế kỷ nữa.

Đầu thế kỷ trước, với sự gia tăng của điện thoại, một mô hình tương tự khác nổi lên - đó là một tổng đài khổng lồ. Bộ não là một mạng lưới đường dây điện thoại kết nối với một mạng lưới rộng lớn. Ý thức là một hàng dài các nhân viên tổng đài điện thoại ngồi trước một bảng điều khiển lớn của thiết bị chuyển mạch, liên tục cắm và rút dây điện. Thật không may, mô hình này không nói gì về cách những thông điệp này được nối với nhau để tạo thành bộ não.

Với sự trỗi dậy của bóng bán dẫn, một mô hình khác trở nên đúng mốt: máy tính. Các trạm chuyển mạch kiểu cũ được thay thế bằng các vi mạch chứa hàng trăm triệu bóng bán dẫn. Có lẽ "tâm trí" chỉ là một chương trình phần mềm chạy trên "wetware" (tức là, mô não chứ không phải là bóng bán dẫn). Mô hình này là một mô hình tốt, thậm chí ngày nay vẫn tốt, nhưng nó có những hạn chế. Mô hình máy tính với các bóng bán dẫn không thể giải thích làm thế nào bộ não thực hiện các tính toán đòi hỏi một máy tính có kích thước của thành phố New York. Ngoài ra bộ não không có lập trình, không có hệ điều hành Windows hoặc chip Pentium. (Chưa kể, một PC có chip Pentium cực kỳ nhanh, nhưng nó là một nút cổ chai.Tất cả các tính toán phải đi qua bộ xử lý đơn này. Bộ não thì ngược lại. Việc thắp cháy mỗi tế bào thần kinh tương đối chậm, nhưng nó bù đắp cho điều này bằng cách có 100 tỷ tế bào thần kinh xử lý dữ liệu cùng một lúc. Do đó một bộ xử lý song song chậm có thể vượt qua một bộ xử lý đơn rất nhanh.)

Sự so sánh tương tự gần đây nhất là của Internet, thứ kết hợp với hàng tỷ máy tính. Ý thức, trong bức tranh này, là một hiện tượng "nổi lên", khởi sinh một cách kì diệu từ hành động tập thể của hàng tỷ tế bào thần kinh. (Vấn đề với bức tranh này là nó nói hoàn toàn không nói gì về phép lạ này xảy ra như thế nào. Nó chải sạch tất cả sự phức tạp của bộ não dưới tấm thảm của lý thuyết hỗn loạn.)

Không nghi ngờ gì về những hình ảnh tương tự thế này có những hạt giống của sự thật, nhưng không ai trong số chúng thực sự nắm bắt được sự phức tạp của bộ não. Tuy nhiên, một mô phỏng tương tự cho bộ não mà tôi thấy hữu ích (mặc dù vẫn không hoàn hảo) là hình ảnh của một tập đoàn lớn. Trong sự tương tự này, có một bộ máy quan liêu và quyền lực khổng lồ, với các luồng thông tin rộng lớn được chuyển giữa các văn phòng khác nhau. Nhưng những thông tin quan trọng cuối cùng cũng đã kết thúc tại trung tâm chỉ huy với CEO. Có những quyết định cuối cùng được đưa ra.

Nếu sự tương đồng của bộ não này với một tập đoàn lớn là hợp lệ, thì nó sẽ có thể giải thích một số tính năng đặc biệt của bộ não:

Hầu Hết Thông Tin Là "Dưới Mức Ý Thức/Subconscious" - tức là, CEO hoàn toàn không biết gì về thông tin rộng lớn, phức tạp liên tục chảy vào trong bộ máy quan liêu. Trong thực tế, chỉ một lượng nhỏ thông tin cuối cùng đã đến được bàn làm việc của CEO, người có thể dùng để so sánh với vỏ não trước trán. CEO chỉ cần biết thông tin đủ quan trọng để thu hút sự chú ý của anh ấy; nếu không, anh ta sẽ bị tê liệt bởi một trận tuyết lở của khối thông tin không liên quan.

Sự sắp xếp này có lẽ là một sản phẩm phụ của tiến hóa, vì tổ tiên của chúng ta sẽ bị choáng ngợp với thông tin vô dụng, dươi mức ý thức chảy tràn ngập vào não của họ khi đối mặt với tình trạng khẩn cấp. Chúng ta đều may mắn không nhận thức được về hàng nghìn tỷ phép tính đang được xử lý trong não của chúng ta. Ví như khi gặp phải một con hổ trong rừng, ta không phải lo lắng về tình trạng của dạ dày, ngón chân, tóc của chúng ta. Tất cả các thứ con người cần biết là làm sao để chạy.

"Các Cảm Xúc" Là Những Quyết Định Nhanh Chóng Được Thực Hiện Độc Lập Ở Cấp Độ Thấp Hơn. Vì suy nghĩ hợp lý mất nhiều giây, điều này có nghĩa là thường không thể đưa ra một sự đáp lại có tính hợp lý đối với trường hợp khẩn cấp; do đó các vùng não cấp thấp hơn phải nhanh chóng đánh giá tình hình và đưa ra quyết định, một cảm xúc, mà không được sự cho phép từ phía trên.

Vì vậy, các cảm xúc (sợ hãi, tức giận, kinh dị, vv) là những lá cờ đỏ tức thời được tạo ra ở mức thấp hơn, được tạo ra bởi sự tiến hóa, để cảnh báo trung tâm chỉ huy những tình huống nguy hiểm hoặc nghiêm trọng. Chúng ta có ít kiểm soát ý thức về cảm xúc. Ví dụ, dù chúng ta có luyện tập bao nhiêu cho một lượng lớn khán giả, chúng tôi vẫn cảm thấy lo lắng.

Rita Carter, tác giả của cuốn sách "Mapping the Mind – Lập bản đồ tâm trí", viết rằng, "Các Cảm xúc/emtions không phải là những cảm giác/feelings, mà là một bộ cơ chế sinh tồn được bắt nguồn từ cơ thể đã đưa chúng ta khỏi nguy hiểm và thúc đẩy chúng ta tới những thứ có thể có lợi."

Có Một Sự Kêu Gọi Liên Tục Ồn à Hướng Tới Sự Chú Ý Của CEO. Không có homunculus đơn lẻ nào, CPU hoặc bộ vi Pentium thực hiện việc đưa ra các quyết định cả; thay vào đó, [các trung tâm thứ cấp – subcenters] khác nhau trong trung tâm chỉ huy vẫn đang cạnh tranh liên tục với nhau, tranh giành sự chú ý của CEO. Vì vậy, không có sự liên tục trơn tru, ổn định của suy nghĩ, nhưng sự phức tạp của các vòng phản hồi khác nhau cạnh tranh với nhau. Khái niệm "tôi", như một điều đơn lẻ, thống nhất trong toàn thể cho việc đưa ra tất cả các quyết định một liên tục, là một ảo giác được tạo ra bởi tâm trí dưới mức ý thức của chính chúng ta (illusion created by our own subconscious mind.)

Giáo sư MIT Marvin Minsky, một trong những người cha sáng lập trí tuệ nhân tạo, nói với tôi rằng [tâm trí nói chung] thì giống như một "xã hội của các tâm trí", với các mô-đun con khác nhau, mỗi một trong số đó cố gắng cạnh tranh với những cái khác.

Khi tôi phỏng vấn Steven Pinker, một nhà tâm lý học tại Đại học Harvard, tôi hỏi anh ta làm thế nào ý thức nổi lên từ mớ hỗn độn này. Anh ấy nói rằng ý thức giống như một cơn bão đang di chuyển trong bộ não của chúng ta. Anh nghiên cứu kĩ về điều này khi anh ấy viết rằng "cảm giác trực quan chúng ta rằng có một người điều hành 'tôi' ngồi trong phòng điều khiển bộ não chúng ta, quét màn hình các giác quan và nhấn các nút cơ bắp của chúng ta, là một ảo tưởng. Ý thức hóa ra bao gồm một loạt vòng xoáy mạnh mẽ của các sự kiện được phân bố trên khắp bộ não. Những sự kiện này cạnh tranh cho sự chú ý, và khi một sự kiện tạo quá trình vượt qua những sự kiện khác, bộ não hợp lý hóa kết quả cho đầu ra [sau khi ấn tượng từ thực tế và điều pha trộn] rằng tự một [mình/ self] đơn phương chịu trách nhiệm sau cùng cho tất cả."

Các Quyết Định Cuối Cùng Được Thực Hiện Bởi CEO Tại Trung Tâm Chỉ Huy. Hầu như tất cả các quan chức quan liêu chỉ dành để tích lũy và lắp ráp thông tin cho Giám đốc điều hành, người này chỉ trao đổi hay gặp gỡ các giám đốc của mỗi bộ phận. CEO cố gắng dàn xếp tất cả các thông tin xung đột đổ vào trung tâm chỉ huy. Chiếc Xe buýt dừng ở đây. Giám đốc điều hành, nằm trong vỏ não trước trán, phải đưa ra quyết định cuối cùng. Trong khi hầu hết các quyết định được thực hiện bởi bản năng ở động vật, con người đưa ra quyết định cấp cao hơn sau khi chọn lọc thông qua các cơ quan thông tin khác nhau đến từ các giác quan của chúng ta.

Luồng Thông Tin Là Phân Cấp. Bởi vì lượng thông tin khổng lồ phải hướng lên trên văn phòng CEO, hoặc xuống các nhân viên hỗ trợ, thông tin phải được sắp xếp trong các mảng phức tạp của các mạng lưới ổ chim, với nhiều nhánh. Thử liên tưởng về một cây thông, với trung tâm chỉ huy trên đỉnh và một kim tự tháp của các chi nhánh chảy xuống, phân nhánh thành nhiều cành phụ.

Có, tất nhiên, nhiều sự khác biệt giữa một bộ máy quan liêu và cấu trúc của suy nghĩ. Nguyên tắc đầu tiên của bất kỳ bộ máy quan liêu nào là "nó mở rộng để lấp đầy không gian được phân bổ cho nó." Nhưng lãng phí năng lượng là sự xa xỉ mà bộ não không thể có được. Não tiêu thụ chỉ khoảng 20 watt năng lượng (số này chỉ tương đương với một bóng đèn mờ), nhưng đó có lẽ là năng lượng tối đa nó có thể tiêu thụ trước khi cấu trúc ấy trở nên rối loạn chức năng. Nếu nó phát ra nhiều nhiệt hơn, nó sẽ gây tổn thương mô. Do đó bộ não liên tục sử dụng các phím tắt để bảo tồn năng lượng. Chúng ta sẽ thấy trong cuốn sách này những thiết bị thông minh và khéo léo, những thứ mà sự tiến hóa đã tạo ra, thứ không có kiến thức của chúng ta, để bẻ ngang hay cua vào các góc đường.

TƯƠNG LAI CỦA TÂM TRÍ - MICHIO KAKU
BẢN DỊCH CỦA ĐỖ BÁ HUY

Phần tiếp theo >>

Bài trước | Bài kế tiếp