Tế bào não người có thể vận hành máy tính?

Một startup tại Australia cho biết đã phát triển thiết bị đầu tiên trên thế giới cho phép “chạy mã” trực tiếp trên các neuron người sống, mở ra hướng tiếp cận mới cho điện toán trong bối cảnh nhu cầu hạ tầng AI ngày càng tăng, dù vẫn còn nhiều tranh luận về giới hạn công nghệ và đạo đức…

Các neuron người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, hiển thị mạng lưới kết nối phức tạp giữa các tế bào thần kinh - nền tảng cho các nghiên cứu điện toán sinh học và công nghệ “wetware”. Nguồn: Nikon Small World/Leica Microsystems
Các neuron người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, hiển thị mạng lưới kết nối phức tạp giữa các tế bào thần kinh - nền tảng cho các nghiên cứu điện toán sinh học và công nghệ “wetware”. Nguồn: Nikon Small World/Leica Microsystems

Trong bối cảnh các doanh nghiệp toàn cầu chạy đua xây dựng thêm trung tâm dữ liệu để phục vụ các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI), các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm những hướng đi mới, trong đó có khả năng sử dụng tế bào sống của con người trong hệ thống tính toán.

Startup Australia Cortical Labs cho biết họ đã phát triển thiết bị đầu tiên trên thế giới cho phép người dùng “chạy mã” trên các tế bào não người sống. Công ty đã xây dựng một hệ thống kết hợp giữa neuron nuôi cấy trong phòng thí nghiệm với phần cứng silicon, cho phép ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như khoa học thần kinh, mô hình hóa bệnh tật, robot và AI.

Hệ thống mang tên CL1 hoạt động bằng cách nuôi neuron từ tế bào gốc, sau đó đặt chúng lên các con chip có khả năng gửi và nhận tín hiệu điện.

“Chúng tôi đang sử dụng các tế bào này theo cách tiếp cận kỹ thuật để tạo ra một thứ chưa từng tồn tại trước đây và có thể sở hữu những đặc tính mà trước đây chúng ta chưa thể khai thác. Cho đến nay, kết quả rất đáng khích lệ”, ông Brett J. Kagan, Giám đốc khoa học kiêm Giám đốc vận hành của Cortical Labs, cho biết.

Ông cũng cho biết chỉ cần một lượng nhỏ máu hoặc mẫu da, các nhà khoa học có thể tạo ra nguồn tế bào gần như vô hạn và chuyển hóa thành neuron. Công ty đang phát triển các cơ sở điện toán sinh học tại Melbourne và Singapore, nơi nhiều hệ thống có thể được triển khai và truy cập từ xa.

KHÁC BIỆT VỚI CHIP SILICON TRUYỀN THỐNG

CL1 cho phép người dùng tương tác trực tiếp với neuron bằng cách gửi tín hiệu điện đầu vào và quan sát phản hồi của tế bào theo thời gian thực.

Tương tự các hệ thống máy tính hiện nay, thiết bị này vẫn sử dụng chip silicon, nhưng được tích hợp các vi điện cực có thể giao tiếp với neuron sống, truyền tín hiệu và đọc phản hồi như một phần của quá trình tính toán.

Khác với máy tính truyền thống, hệ thống có kích thước tương đương một hộp giày này sử dụng nuôi cấy tế bào sống cần môi trường dung dịch giàu dinh dưỡng để tồn tại - cách tiếp cận đôi khi được gọi là “wetware”.

Theo Cortical Labs, khoảng 120 thiết bị như vậy đang vận hành một trung tâm dữ liệu quy mô nhỏ tại Melbourne.

Dù việc nuôi cấy neuron không phải là mới, điểm khác biệt của công ty là đã tiêu chuẩn hóa hệ thống, giúp việc kết nối giữa nuôi cấy tế bào và giao diện điện tử trở nên đơn giản hơn, thay vì phải thiết lập các hệ thống phòng thí nghiệm phức tạp, tùy biến cao.

HIỆU QUẢ TỪ SINH HỌC CON NGƯỜI

Theo Cortical Labs, nền tảng tích hợp của họ giúp rút ngắn đáng kể thời gian nghiên cứu, từ hàng tháng hoặc nhiều năm xuống còn vài giờ hoặc vài ngày.

Việc tương tác với neuron sinh học theo cách này có thể giúp hệ thống tính toán tiết kiệm năng lượng hơn và linh hoạt hơn so với công nghệ hiện tại. “Sinh học cực kỳ tiết kiệm năng lượng. Con người không cần lượng dữ liệu khổng lồ”, ông Kagan cho biết.

Ông dẫn ví dụ, một đứa trẻ chỉ cần vài hình ảnh để nhận biết một đối tượng, trong khi các hệ thống học máy có thể cần tới hàng chục nghìn hoặc hàng trăm nghìn dữ liệu tùy theo bài toán. Ngoài ra, con người cũng có khả năng xử lý thông tin không chắc chắn và nhiễu.

Việc sử dụng tế bào có nguồn gốc từ con người cũng mở ra các ứng dụng nghiên cứu, khi neuron được nuôi từ mẫu hiến tặng có thể phản ánh đặc điểm di truyền, giúp các nhà khoa học nghiên cứu phản ứng của tế bào với các phương pháp điều trị trong phòng thí nghiệm.

Tuy vậy, theo ông Kagan, các máy tính dựa trên silicon vẫn vượt trội trong các phép tính chính xác và tốc độ cao. Đồng thời, các hệ thống AI hiện nay có thể đang tiến gần đến giới hạn thực tế do nhu cầu ngày càng lớn về dữ liệu và năng lực tính toán.

Theo ông, các hệ thống trong tương lai nhiều khả năng sẽ kết hợp giữa sinh học và silicon để tận dụng ưu điểm của cả hai. “Tương lai của điện toán là khi chúng ta có thể tận dụng tất cả các công cụ sẵn có để đạt kết quả tốt nhất”, ông nói.

TRANH LUẬN VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẠO ĐỨC

Một số chuyên gia cho rằng các hệ thống sinh học có lợi thế về mức tiêu thụ năng lượng và khả năng thích ứng, nhưng vẫn hoài nghi về mức độ hiệu quả của các phương pháp hiện tại.

Ông Alysson R. Muotri, Đại học California San Diego, cho rằng nếu chỉ sử dụng các mạng neuron dạng phẳng, công nghệ này khó có thể tạo ra lợi thế đáng kể so với hệ thống silicon truyền thống.

Theo ông, các cấu trúc phức tạp hơn như organoid - mô não thu nhỏ dạng ba chiều - có thể mang lại tiềm năng lớn hơn, dù hiện vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm.

Việc sử dụng tế bào người trong điện toán cũng đặt ra các câu hỏi đạo đức, tùy thuộc vào mức độ phức tạp của hệ thống.

Ông Muotri cho rằng các mạng neuron đơn giản hiện nay chưa gây ra vấn đề lớn. Tuy nhiên, các cấu trúc giống não phức tạp hơn có thể tạo ra những thách thức mới. “Tổ chức của mô có thể tạo ra một dạng trải nghiệm trong đĩa nuôi cấy. Điều này có thể dẫn đến một dạng ý thức, và một số người có thể cảm thấy không thoải mái với điều đó”, ông nói.

Theo các chuyên gia, những lo ngại này có thể đòi hỏi các quy định và cơ chế giám sát mới khi công nghệ tiếp tục phát triển.

Trong khi đó, Cortical Labs cho rằng cách tiếp cận của họ có thể mang lại lợi ích về mặt đạo đức, như giảm nhu cầu thử nghiệm trên động vật và tăng khả năng kiểm soát hệ sinh học. “Chúng tôi tin rằng đây là một cách tiếp cận tốt hơn”, ông Kagan cho biết.

Dù vẫn ở giai đoạn đầu và còn nhiều tranh luận, điện toán sinh học đang dần được xem là một hướng đi bổ sung cho kiến trúc tính toán truyền thống trong kỷ nguyên AI. Khi nhu cầu về năng lực xử lý và hiệu quả năng lượng ngày càng gia tăng, việc kết hợp giữa hệ thống silicon và sinh học có thể trở thành một trong những hướng phát triển đáng chú ý của ngành công nghệ trong những năm tới.

Thương mại điện tử không khoảng cách: Khởi động ngày hội số đầu tiên của Việt Nam

Ngày Thương mại điện tử quốc gia (12/12) lần đầu được luật hóa, đánh dấu cột mốc lịch sử của ngành. Hưởng ứng sự kiện, Tuần lễ Thương mại điện tử Việt Nam 2026 với chủ đề “Thương mại điện tử không khoảng cách” chính thức khởi động nhằm thu hẹp chênh lệch số, kích cầu tiêu dùng cuối năm...

Hình ảnh của ông Jensen Huang trong mắt người dân Đài Loan

Với nhiều người dân Đài Loan, ông Jensen Huang không chỉ là thần tượng trong ngành công nghệ mà còn là công thần đưa tên tuổi Đài Loan ra thế giới, khơi dậy niềm tự hào về năng lực và những thành tựu công nghệ của hòn đảo này...

Đà Nẵng: Nâng tầm quản lý khoa học và công nghệ bằng chuyển đổi số toàn trình

Hội thảo khoa học “Thúc đẩy đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong quản lý nhiệm vụ khoa học và công nghệ” tại Đà Nẵng đã nhấn mạnh vai trò của chuyển đổi số trong việc kiến tạo phương thức quản lý hiện đại, minh bạch và xuyên suốt cho các nhiệm vụ khoa học và công nghệ (KH&CN), từ giai đoạn đề xuất đến nghiệm thu và khai thác kết quả…

Báo cáo tình hình kinh tế - xã hội 10 tháng đầu năm 2026 ghi nhận nhiều con số kỷ lục. Tổng kim ngạch xuất nhập khẩu lần đầu tiên vượt mốc 1.000 tỷ USD, vốn FDI đăng ký đạt mức cao nhất kể từ năm 2009 đến nay (54,85 tỷ USD), vốn FDI thực hiện cũng đạt mức cao nhất trong 5 năm qua (24,08 tỷ USD). Cùng với sự phục hồi mạnh mẽ của sản xuất công nghiệp, bán lẻ và du lịch, nền kinh tế Việt Nam đang chứng tỏ đà tăng trưởng vững chắc…

Kỳ họp thứ 2, Quốc hội khoá XVI

Kỳ họp thứ 2, Quốc hội khoá XVI

Kỳ họp thứ 2, Quốc hội khoá XVI dự kiến kéo dài 28 ngày bắt đầu từ 17/10/2026. Kỳ họp với khối lượng công việc lớn, dự kiến xem xét, thông qua 43 luật, nghị quyết quy phạm pháp luật và quyết định...

Việt Nam: Khát vọng quốc gia biển mạnh

Việt Nam: Khát vọng quốc gia biển mạnh

Yêu cầu cốt lõi mà Nghị quyết 20 đặt ra là phải biến nước ta từ một quốc gia có biển thành một quốc gia biển mạnh, với kinh tế biển phát triển hiện đại, có năng lực cạnh tranh cao, đồng thời giữ vững...

VnEconomy Interactive

VnEconomy Interactive

Interactive là một sản phẩm báo chí mới của VnEconomy vừa được ra mắt bạn đọc từ đầu tháng 3/2023 đã gây ấn tượng mạnh với độc giả bởi sự mới lạ, độc đáo. Đây cũng là sản phẩm độc quyền chỉ có trên...

VnEconomy
VnEconomy