Hãy tưởng tượng bộ não con người như một thành phố rộng lớn rực rỡ ánh đèn khi màn đêm buông xuống. Tại đó, hàng ngàn ánh đèn nhấp nháy đồng thời ở khắp các quận huyện. Mới nhìn qua, cảnh tượng này có vẻ như một sự hỗn loạn đầy ngẫu hứng. Tuy nhiên, nếu quan sát đủ lâu, bạn sẽ bắt đầu nhận ra những quy luật ẩn giấu: khi một người cảm thấy hạnh phúc, mẫu ánh sáng sẽ hiển thị theo một cách, và khi họ lo âu, sơ đồ đó lại hoàn toàn thay đổi.
Đây chính là nội dung cốt lõi của một nghiên cứu đột phá vừa được công bố trên tạp chí khoa học danh tiếng Nature Computational Science, mở ra cái nhìn mới về cách bộ não vận hành cảm xúc.
Các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm với 18 bệnh nhân động kinh, những người vốn đã được cấy ghép các điện cực vào não bộ vì mục đích điều trị y tế trước đó. Trong quá trình nghiên cứu, những người tham gia sẽ xem các hình ảnh và đoạn phim mang tính biểu cảm cao, đồng thời họ phải liên tục tự đánh giá cảm xúc của mình về mức độ dễ chịu cũng như cường độ của cảm giác đó. Trong lúc này, một hệ thống máy tính sẽ ghi lại toàn bộ hoạt động điện diễn ra trong não bộ của họ.
Sau khi thu thập dữ liệu, các nhà nghiên cứu đã huấn luyện một hệ thống trí tuệ nhân tạo để tìm kiếm mối liên hệ mật thiết giữa các tín hiệu điện này và những gì con người thực sự cảm nhận. Kết quả thu được vô cùng ấn tượng khi hệ thống đã học được cách xác định trạng thái cảm xúc của một cá nhân gần như trong thời gian thực với độ chính xác rất cao.
Tuy nhiên, điểm đáng chú ý nhất của công trình này lại nằm ở một khía cạnh kỹ thuật khác. Trước đây, phần lớn các nghiên cứu tương tự chỉ tập trung phân tích hoạt động của chất xám, nơi tập trung các thân tế bào thần kinh. Nhưng lần này, các tác giả đã quyết định mở rộng phạm vi, bao gồm cả các tín hiệu từ chất trắng, vốn được coi là những sợi cáp kết nối các vùng não khác nhau.
Thực tế cho thấy, chính dọc theo những con đường cao tốc thần kinh này, một lượng thông tin khổng lồ về cảm xúc đã được truyền tải qua lại. Khi mô hình AI xem xét đồng thời cả dữ liệu từ chất xám và chất trắng, khả năng dự đoán chính xác của nó đã gia tăng một cách đáng kể so với các phương pháp truyền thống.
Chỉ vài năm trước, giới khoa học vẫn tin rằng cảm xúc chủ yếu được tạo ra tại các cấu trúc cụ thể, chẳng hạn như hạch hạnh nhân. Thế nhưng, công trình nghiên cứu mới này đã vẽ nên một bức tranh phức tạp và đa chiều hơn nhiều. Cảm giác không chỉ cư ngụ tại một vùng não đơn lẻ mà nó nảy sinh từ sự phối hợp nhịp nhàng của cả một mạng lưới rộng lớn, kết nối vỏ não, đồi thị, hệ thống limbic và các con đường dẫn truyền thần kinh.
Từ những kết quả này, một câu hỏi triết học sâu sắc đã được đặt ra cho cộng đồng khoa học và xã hội.
Nếu một chiếc máy tính có khả năng xác định chính xác một người đang lo lắng hay hạnh phúc, liệu điều đó có đồng nghĩa với việc nó đã thực sự đọc được cảm xúc của họ hay chưa?
Câu trả lời thực tế là chưa hẳn như vậy.
Thuật toán hiện tại chỉ đơn thuần nhận diện các mẫu hoạt động điện thường xuyên đi kèm với những trải nghiệm tâm lý nhất định. Nó tương tự như việc dự báo thời tiết dựa trên các chỉ số về mây, độ ẩm và áp suất không khí.
Bạn có thể dự đoán trời sắp mưa một cách gần như chính xác tuyệt đối dựa vào các công cụ đo đạc, nhưng bản thân những thiết bị đó không bao giờ cảm nhận được mùi nồng của đất ẩm hay sự mát lạnh của những giọt mưa đầu tiên chạm vào da thịt.
Tương tự như vậy, trí tuệ nhân tạo đã học được cách dự báo cảm xúc dựa trên dữ liệu, nhưng điều này không có nghĩa là nó thực sự thấu hiểu niềm vui, nỗi sợ hãi hay tình yêu từ góc độ trải nghiệm nội tâm. Đây là một cột mốc quan trọng đối với khoa học thần kinh hiện đại, củng cố thêm cho các lý thuyết về xử lý dự đoán.
Theo lý thuyết này, bộ não luôn không ngừng xây dựng các dự đoán về những gì đang diễn ra bên trong cơ thể và thế giới bên ngoài. Cảm xúc không xuất hiện như những nút bấm hạnh phúc hay trung tâm sợ hãi riêng biệt, mà là kết quả của quá trình so sánh liên tục giữa kỳ vọng của bộ não và những gì thực tế đang xảy ra.
Mặc dù mang lại nhiều hy vọng, nghiên cứu vẫn tồn tại những giới hạn nhất định cần lưu ý. Do tất cả người tham gia đều là bệnh nhân động kinh, kết quả này chưa thể tự động áp dụng cho toàn bộ dân số nói chung. Thêm vào đó, việc đánh giá cảm xúc vẫn dựa trên sự tự nhận thức của người tham gia và chế độ theo dõi thời gian thực mới chỉ được thử nghiệm thành công trên bốn cá nhân.
Tuy nhiên, công trình này là minh chứng rõ nét cho tốc độ phát triển thần tốc của lĩnh vực công nghệ thần kinh. Trong tương lai không xa, các hệ thống tương tự có thể hỗ trợ đắc lực trong việc phát hiện sớm các dấu hiệu của trầm cảm, các cơn lo âu hoặc suy sụp cảm xúc ngay cả trước khi bản thân người bệnh nhận thức được điều gì đang xảy ra.
Điều này mở ra những triển vọng mới trong việc điều trị các chứng rối loạn tâm thần, nhưng đồng thời cũng làm nảy sinh một vấn đề đạo đức nan giải. Nếu một ngày nào đó công nghệ có thể thâm nhập sâu vào hoạt động não bộ để nhận diện cảm xúc, ranh giới giữa hỗ trợ y tế và quyền riêng tư đối với thế giới nội tâm của mỗi cá nhân sẽ được vạch ra ở đâu? Đây chắc chắn sẽ là một trong những thách thức lớn nhất mà ngành khoa học thần kinh phải đối mặt trong những năm tới.
