Liệu có thể tạo ra bộ não có ý thức trong phòng thử nghiệm? (Phần 2)

30/10/2020, 11:03

TNNN - Hiện không có quy định nào ở Mỹ hoặc ở châu Âu về việc tạo ra các bộ não có ý thức trong phòng thử nghiệm và các thử nghiệm ngày càng trở nên phức tạp hơn.

Hầu như tất cả các nhà khoa học và đạo đức học đều đồng ý rằng cho đến nay, chưa ai tạo ra được ý thức trong phòng thử nghiệm. Nhưng họ đang tự hỏi mình phải đề phòng điều gì khi nghiên cứu não, lý thuyết nào về ý thức thì phù hợp nhất. Ví dụ, theo một ý tưởng được gọi là lý thuyết thông tin tích hợp, ý thức là sản phẩm của các mạng lưới tế bào thần kinh dày đặc trên não bộ. Càng nhiều tế bào thần kinh tương tác với nhau, mức độ ý thức càng cao - một đại lượng được gọi là phi. Nếu phi lớn hơn 0, sinh vật được coi là có ý thức.

Theo lý thuyết này, hầu hết các loài động vật đều đạt đến ngưỡng có ý thức. Christof Koch, chủ tịch Viện Khoa học Não Allen ở Seattle, Washington, cho rằng các organoid (mô hình đơn giản thu nhỏ của não được tạo ra từ tế bào gốc của người, để sử dụng trong thử nghiệm) hiện có đều chưa đạt được ngưỡng này, nhưng thừa nhận rằng một organoid tiên tiến hơn thì có thể.

Các lý thuyết khác về ý thức yêu cầu đầu vào của giác quan hoặc các mẫu hoạt động điện phối hợp trên nhiều vùng não. Ví dụ, một ý tưởng được gọi là lý thuyết không gian hoạt động toàn cục cho rằng vỏ não trước trán hoạt động như một máy tính, xử lý các đầu vào cảm giác và giải thích chúng để hình thành cảm giác.

Theo đó, vì các organoid không có vỏ não trước và không thể tiếp nhận thông tin đầu vào nên chúng không thể trở nên có ý thức. Madeline Lancaster, nhà sinh vật học phát triển tại trường Đại học Cambridge, Vương quốc Anh, cho biết: "Không có đầu vào và đầu ra, các tế bào thần kinh có thể nói chuyện với nhau, nhưng điều đó không nhất thiết có nghĩa như suy nghĩ của con người".

Nhà sinh học phát triển Madeline Lancaster trong phòng thử nghiệm của cô tại trường Đại học Cambridge, Vương quốc Anh, làm việc với organoid để nghiên cứu tổ chức não và các rối loạn não.

Thí nghiệm não bộ ngày càng phức tạp

Tuy nhiên, kết nối các organoid với các cơ quan để cho chúng đầu vào và đầu ra là một nhiệm vụ khá đơn giản. Năm 2019, nhóm của Lancaster đã cho các organoid phát triển đặt bên cạnh cột sống và cơ lưng của chuột. Khi các dây thần kinh từ organoid kết nối với cột sống, các cơ bắt đầu co lại một cách tự nhiên.

Hầu hết các organoid được xây dựng để chỉ tái tạo một phần của não. Nhưng nếu chúng phát triển đủ lâu và với các loại yếu tố tăng trưởng phù hợp, tế bào gốc của con người sẽ tự động tái tạo nhiều phần khác nhau của não, sau đó bắt đầu điều phối hoạt động điện giữa chúng.

Trong một nghiên cứu được công bố vào năm 2017, nhà sinh học phân tử Paola Arlotta tại trường Đại học Harvard đã cho các tế bào gốc phát triển thành các organoid bao gồm nhiều loại tế bào khác nhau, trong đó có các tế bào nhạy cảm với ánh sáng như tế bào được tìm thấy trong võng mạc. Khi tiếp xúc với ánh sáng, các tế bào thần kinh trong organoid bắt đầu hoạt động. Arlotta phân tích: "Nhưng các tế bào này hoạt động không có nghĩa là các organoid có thể nhìn thấy và xử lý thông tin thị giác. Chỉ đơn giản là chúng có thể liên kết với nhau để tạo thành các mạch kích thích - phản ứng".

Arlotta và Lancaster đều cho rằng các organoid của họ quá thô sơ để có thể có ý thức, vì chúng thiếu cấu trúc giải phẫu cần thiết để tạo ra các mẫu điện não đồ phức tạp. Tuy nhiên, Lancaster thừa nhận rằng đối với các organoid nâng cao, thì có ý thức hay không còn phụ thuộc vào định nghĩa.

Lancaster và hầu hết các nhà nghiên cứu khác nghĩ rằng một thứ gì đó giống như bộ não lợn được hồi sinh sẽ có nhiều khả năng đạt tới trạng thái ý thức hơn một organoid.

Dưới sự dẫn dắt của nhà thần kinh học Nenad Sestan, một nhóm nghiên cứu ở Trường Y Yale, New Haven, Connecticut đã thực hiện nghiên cứu về não lợn và cố gắng tìm ra những cách mới để hồi sinh các cơ quan chứ không phải tạo ra ý thức từ đầu.

Họ đã có thể kích hoạt các tế bào thần kinh riêng lẻ hoặc các nhóm tế bào, đồng thời cố tránh tạo ra các sóng não lan rộng. Khi nhận thấy hoạt động điện não đồ có phối hợp toàn cục ở một trong các bộ não, họ lập tức tạm dừng dự án. Thậm chí sau khi một chuyên gia thần kinh xác nhận rằng mẫu hình hoạt động này không phù hợp với trạng thái có ý thức, nhóm đã gây mê bộ não đó như một biện pháp phòng ngừa.

Sestan cũng đã liên hệ với Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ (NIH) để được hướng dẫn về cách tiếp tục xử lý thử nghiệm này. Hội đồng đạo đức thần kinh của NIH đã đánh giá và đồng ý rằng Sestan nên tiếp tục gây mê các bộ não.

Nhà khoa học thần kinh Nenad Sestan sử dụng nền tảng BrainEx để khôi phục hoạt động thần kinh trong não lợn đã tách rời khỏi cơ thể.

Hình thành các hướng dẫn

Hiện tại, không có quy định nào ở Mỹ hoặc ở châu Âu ngăn cản một nhà nghiên cứu tạo ra ý thức. Hội đồng của Viện Hàn lâm Quốc gia Hoa Kỳ dự kiến công bố một báo cáo vào đầu năm tới, trong đó cân nhắc các câu hỏi như liệu có cần được sự đồng ý của một người để phát triển tế bào của họ thành các organoid hay không, làm thế nào để nghiên cứu và thải bỏ các organoid sau khi sử dụng một cách nhân đạo. Hiệp hội Nghiên cứu Tế bào gốc Quốc tế cũng đang nghiên cứu các hướng dẫn về organoid, nhưng sẽ không giải quyết vấn đề ý thức vì họ cho rằng khoa học hiện nay chưa đạt đến điểm đó.

Theo một thành viên Hội đồng đạo đức thần kinh của NIH, Hội đồng vẫn chưa nhận được bất kỳ đề xuất nào liên quan đến việc tạo ra các organoid phức tạp, có ý thức và đòi hỏi có các hướng dẫn mới. Bản thân Muotri nói, ông không biết bất kỳ ai đang cố tình tạo ra các organoid có ý thức, mặc dù một organoid đủ phức tạp, theo một số định nghĩa, có thể vô tình đạt tới trạng thái đó.

Tuy nhiên, Muotri và những người khác cho biết họ sẽ hoan nghênh hướng dẫn từ các cơ quan quản lý về một số vấn đề như yêu cầu các nhà khoa học giải trình về số lượng organoid mà họ sử dụng; chứng minh chỉ sử dụng organoid cho các nghiên cứu không thể thực hiện theo bất kỳ cách nào khác, để hạn chế mức độ đau đớn có thể gây ra cho các organoid.

Có sẵn những hướng dẫn như vậy sẽ giúp các nhà nghiên cứu cân nhắc chi phí và lợi ích của việc tạo ra các thực thể có ý thức. Nhiều nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng những thử nghiệm như vậy có khả năng cung cấp các kiến thức quan trọng. Lancaster nói: "Có những người thực sự tỉnh táo bị rối loạn thần kinh mà không có cách điều trị. Nếu chúng tôi ngừng tất cả nghiên cứu này vì một tư tưởng triết học, thì sẽ rất bất lợi cho những con người thực tế đang cần một phương pháp điều trị mới".

Tuy nhiên, vẫn có thể thử nghiệm các phương pháp điều trị trên các organoid được tạo ra từ tế bào gốc của chuột hoặc trên các mô hình động vật thông thường.

Về phần mình, Muotri nhận thấy rất ít sự khác biệt giữa làm việc trên một organoid từ tế bào gốc của người hay chuột thử nghiệm. Muotri nói: "Chúng ta cần tiến về phía trước và nếu organoid trở nên có ý thức, thành thật mà nói, tôi không thấy đó là một vấn đề lớn".

(Hết)

Nguồn: Khoa học & Phát triển