Liệu có thể tạo ra bộ não có ý thức trong phòng thử nghiệm? (Phần 1)

30/10/2020, 10:32

TNNN - Một số thử nghiệm đang đặt ra câu hỏi về việc liệu các cụm tế bào não sử dụng trong thử nghiệm có ý thức hay không, và làm thế nào các nhà khoa học biết được điều đó.

Não người thu nhỏ

Trong phòng thử nghiệm của Alysson Muotri, nhà khoa học thần kinh tại Đại học California, San Diego (UCSD), hàng trăm cấu trúc não người có kích thước bằng hạt vừng đang trôi nổi trong đĩa thử nghiệm và phát ra hoạt động điện.

Những cấu trúc "não" nhỏ bé này được gọi là các organoid. Chúng là mô hình đơn giản thu nhỏ của não người được phát triển từ tế bào gốc của người và đã trở thành một vật quen thuộc trong nhiều phòng thử nghiệm nghiên cứu các đặc tính của não. Nhưng Muotri đã tìm ra vài cách bất thường để sử dụng organoid.

Ông đã kết nối các organoids với robot biết đi, sửa đổi bộ gen của chúng bằng gen của người Neanderthal, phóng chúng lên quỹ đạo trên Trạm Vũ trụ Quốc tế và sử dụng chúng làm mô hình để phát triển các hệ thống trí tuệ nhân tạo giống con người hơn, v.v... Như nhiều nhà khoa học khác, Muotri đã tạm thời chuyển hướng sang nghiên cứu COVID-19, sử dụng các organoid để kiểm tra cách thức hoạt động của thuốc chống lại virus corona SARS-CoV-2.

Nhưng một thử nghiệm của Muotri đã thu hút nhiều sự chú ý hơn những thử nghiệm khác. Tháng 8/2019, nhóm của ông đã xuất bản một bài báo trên Tạp chí Cell Stem Cell, báo cáo về việc tạo ra các organoid có thể tạo ra các sóng hoạt động phối hợp với nhau, giống như các sóng thấy trong não trẻ sơ sinh.

Hình minh họa các organoid trên đĩa thử nghiệm.

Các ý kiến trái chiều đã xuất hiện trong nhiều tháng trước khi nhóm nghiên cứu kết thúc thử nghiệm. Nguyên nhân tranh cãi là loại hoạt động điện phối hợp này là một trong những đặc tính của bộ não có ý thức. Phát hiện của nhóm đã khiến các nhà đạo đức học và nhà khoa học đặt ra một loạt câu hỏi mang tính đạo đức và triết học về việc liệu các organoid có nên được phép đạt đến mức phát triển tiên tiến này hay không, liệu các organoid 'có ý thức' có được đối xử đặc biệt và có các quyền không dành cho các nhóm tế bào khác hay không, khả năng con người có thể tạo ra bộ não có ý thức trong phòng thử nghiệm.

Từ lâu, ý tưởng về bộ não "trần trụi" không có cơ thể, có khả năng tự nhận thức đã nằm trong tưởng tượng của nhiều nhà khoa học thần kinh. Chỉ vài tháng trước thử nghiệm của Muotri, một nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Yale ở New Haven, Connecticut, thông báo rằng họ đã khôi phục ít nhất một phần sự sống cho bộ não của những con lợn đã bị giết vài giờ trước đó. Bằng cách loại bỏ não khỏi hộp sọ của lợn và truyền vào não một loại hỗn hợp, các nhà nghiên cứu đã hồi sinh các chức năng và khả năng truyền tín hiệu điện của tế bào thần kinh.

Các thử nghiệm khác, chẳng hạn như thêm tế bào thần kinh của con người vào não chuột, cũng đang đặt ra nhiều câu hỏi.

Các nghiên cứu như vậy đã tạo tiền đề cho cuộc tranh luận giữa những người muốn tránh việc tạo ra ý thức và những người xem các organoid như một phương tiện để nghiên cứu các bệnh ở người. Muotri và nhiều nhà khoa học thần kinh khác nghĩ rằng các organoid có thể là chìa khóa để hiểu các tình trạng như chứng tự kỷ và tâm thần phân liệt, những thứ không thể nghiên cứu chi tiết bằng mô hình chuột. Để đạt được mục tiêu này, Muotri nói, thậm chí phải cố ý tạo ra ý thức trong phòng thử nghiệm.

Các nhà nghiên cứu hiện đang kêu gọi xây dựng một bộ hướng dẫn, tương tự như những hướng dẫn được sử dụng trong nghiên cứu động vật, để hướng dẫn việc sử dụng nhân đạo các organoid hoặc các thử nghiệm khác có thể tạo ra ý thức. Tháng 6/2020, Viện Hàn lâm Khoa học, Kỹ thuật và Y học Quốc gia Hoa Kỳ đã bắt đầu một nghiên cứu với mục đích vạch ra các vấn đề pháp lý và đạo đức tiềm ẩn liên quan đến các organoid và nghiên cứu ghép nối giữa người - động vật.

Mối quan tâm về những bộ não được nuôi trong phòng thử nghiệm cũng làm nổi bật một điểm mù: các nhà khoa học thần kinh không có cách nào thống nhất để xác định và đo lường ý thức. Nếu không có một định nghĩa cứng về trạng thái "ý thức", các nhà đạo đức học lo lắng rằng sẽ không thể dừng một thử nghiệm trước khi nó vượt qua ranh giới.

Trong quá trình phát triển các organoid não người, các tế bào tiền thần kinh (màu đỏ) chuyển thành các tế bào thần kinh (màu xanh lá cây), cuối cùng kết nối thành mạng lưới (màu trắng).

Xác định trạng thái "có ý thức"

Tạo ra một hệ thống có ý thức có thể dễ dàng hơn rất nhiều so với việc xác định nó. Các nhà nghiên cứu và bác sĩ lâm sàng định nghĩa ý thức theo nhiều cách khác nhau cho các mục đích khác nhau, nhưng thật khó để tổng hợp chúng thành một định nghĩa gọn gàng có thể dùng để xác định trạng thái của một bộ não đang được phát triển trong phòng thử nghiệm.

Các bác sĩ thường đánh giá mức độ ý thức của bệnh nhân ở trạng thái thực vật trên cơ sở người bệnh có chớp mắt, phản ứng trước cơn đau hoặc các kích thích khác hay không. Ví dụ, bằng cách sử dụng các kết quả đọc điện não đồ (EEG), các nhà nghiên cứu có thể đo lường phản ứng của não bộ khi bị tác động bởi một xung điện. Một bộ não có ý thức sẽ hiển thị các hoạt động điện phức tạp, không thể đoán trước hơn nhiều so với một bộ não không có ý thức. Bộ não không có ý thức thường chỉ phản ứng theo các mẫu hoạt động điện đơn giản, thông thường.

Nhưng những thử nghiệm như vậy có thể không phản ánh đầy đủ liệu một người có ý thức hay không. Trong nghiên cứu hình ảnh não của những người hôn mê hoặc trong trạng thái thực vật, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng những người không phản ứng vẫn có một số hoạt động não gần giống với có ý thức - chẳng hạn như xuất hiện hoạt động não ở các khu vực vận động khi họ được yêu cầu nghĩ về việc đi bộ.

Ngoài ra, các xét nghiệm y tế tiêu chuẩn về ý thức rất khó áp dụng cho các tế bào não được nuôi trong đĩa thử nghiệm, hoặc não động vật đã tách rời khỏi cơ thể. Khi Muotri gợi ý rằng các mô hình hoạt động điện của organoid trong thử nghiệm của ông cũng phức tạp như ở não trẻ sơ sinh, các nhà khoa học đã rất bối rối. Một số nhà nghiên cứu không coi hoạt động não bộ ở trẻ sơ sinh là đủ phức tạp để được xếp vào loại có ý thức. Các organoid thì không có cơ thể để chớp mắt hoặc giật mình sau một kích thích đau đớn, vì vậy chúng sẽ không vượt qua được thử nghiệm lâm sàng về ý thức.

Ngược lại, nhiều khả năng bộ não nguyên vẹn của một con lợn mới bị giết có các cấu trúc cần thiết cho ý thức, như trí nhớ và kinh nghiệm đã trải qua khi con vật còn sống. Jeantine Lunshof, nhà triết học và thần kinh học tại trường Đại học Harvard ở Cambridge, Massachusetts, nói: "Tôi không biết bộ não như vậy có thể làm gì về mặt tư duy, nhưng chắc chắn không phải là con số không".

Đưa một bộ não lợn đã chết trở lại trạng thái sống, như nhóm nghiên cứu ở Yale đã làm, cho thấy tiềm năng khôi phục ý thức ở một mức độ nào đó, mặc dù các nhà khoa học khi thực hiện thử nghiệm đã cố tình tránh tạo ra ý thức bằng cách sử dụng các chất hóa học ngăn cản hoạt động của toàn não bộ.

Nhưng nhìn chung, các nhà nghiên cứu đồng ý rằng họ cần phải xem xét các khả năng mà các nghiên cứu như của Muotri hay nhóm Yale chỉ ra một cách nghiêm túc.

(Còn nữa)

Nguồn: Khoa học & Phát triển