Có hai cách tiếp cận riêng biệt nhằm số hóa bộ não người. Thứ nhất là Dự án Não bộ Con người (Human Brain Project) của Thụy Sĩ, hướng tới tạo ra chương trình máy tính có thể mô phỏng toàn bộ chức năng cơ bản của não, sử dụng các bóng bán dẫn thay cho nơron. Cho đến nay, họ đã mô phỏng được “quá trình tư duy” của chuột và thỏ trong vòng vài phút. Mục tiêu của dự án là tạo ra một máy tính có thể trò chuyện có lý trí giống như người thật. Giám đốc dự án Henry Markram nói: “Nếu chế tạo đúng cách, nó có thể nói chuyện và sở hữu trí thông minh, cách cư xử rất giống con người.”
Đây là cách tiếp cận điện tử – bắt chước trí tuệ não bộ bằng một loạt bóng bán dẫn với khả năng tính toán cực mạnh. Nhưng có một cách tiếp cận khác đang được theo đuổi tại Hoa Kỳ, đó là phương pháp sinh học, cố gắng vẽ lại các đường mòn thần kinh trong não.
Phương pháp này mang tên Sáng kiến BRAIN (BRAIN trong tiếng Anh nghĩa là bộ não, đồng thời là từ viết tắt của Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies: Nghiên cứu não bộ qua việc thúc đẩy công nghệ nơron tiên tiến). Mục tiêu của nó là giải mã cấu trúc thần kinh não đến từng tế bào, từ đó tiến đến ghi nhận đường mòn của từng nơron. Do não người chứa đến gần 100 tỷ nơron, mỗi nơron lại kết nối với 10.000 nơron khác, nên việc vẽ bản đồ từng đường mòn nơron thoạt nghe có vẻ bất khả thi. (Ngay việc vẽ bản đồ não muỗi khá đơn giản cũng đã tạo ra lượng dữ liệu mà nếu ghi vào đĩa CD, số đĩa sẽ đủ lấp kín một căn phòng từ sàn đến trần.) Nhưng các máy tính và robot đã giúp giảm đáng kể thời gian cũng như công sức cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ buồn tẻ, mệt mỏi này.
Một cách để dựng bản đồ là phương pháp “cắt và thái” (slice and dice), tức cắt não ra hàng ngàn lát rồi dùng kính hiển vi tái lập kết nối giữa các nơron. Gần đây, có một cách thức khác nhanh hơn rất nhiều được các nhà khoa học tại Đại học Stanford tiên phong đề xướng, mang tên kỹ thuật quang gien (optogenetics). Theo kỹ thuật này, đầu tiên phải tách lấy loại protein thị giác mang tên opsin. Khi chiếu ánh sáng vào gen opsin bên trong nơron, nơron sẽ sáng lên.
Nhờ công nghệ gen, ta có thể cấy gen opsin vào các nơron cần nghiên cứu. Khi chiếu ánh sáng vào một phần não chuột, nhà nghiên cứu có thể khiến các nơron phụ trách một hoạt động nhất định của cơ sáng lên và chuột bắt đầu thực hiện một số hoạt động cụ thể, chẳng hạn như chạy loanh quanh. Nhờ vậy, ta sẽ nhìn ra chính xác đường mòn thần kinh dùng để điều khiển một loại hành vi nào đó.
Ví dụ, dự án đầy tham vọng này sẽ giúp chúng ta khám phá bí mật của bệnh thần kinh - một trong những chứng bệnh hủy hoại con người ghê gớm nhất. Bằng cách vẽ bản đồ não người, ta sẽ xác định được bệnh xuất phát từ đâu. (Thí dụ, tất cả chúng ta đều nói thầm với chính mình. Khi chúng ta làm vậy, não trái điều khiển ngôn ngữ sẽ trao đổi thông tin với vỏ não trước trán. Nhưng giờ ta đã biết, ở người bị tâm thần phân liệt, não trái sẽ tự kích hoạt mà không có sự ra lệnh từ vỏ não trước trán, trong khi đây lại chính là phần ý thức của não. Do không có sự trao đổi giữa não trái với phần ý thức, nên người bệnh nghĩ rằng giọng nói trong đầu họ là thật.)
Ngay cả khi đã có những kỹ thuật mới mang tính cách mạng này thì cũng phải mất vài thập kỷ làm việc vất vả nữa, các nhà khoa học mới có thể xây dựng bản đồ não người chi tiết. Nhưng khi hoàn thành nhiệm vụ này, có lẽ là khoảng cuối thế kỷ 21, phải chăng ta có thể tải tâm thức của mình vào máy tính rồi đưa đến các vì sao?
