Brain implants that read minds: a medical miracle raises new ethical questions

It's a power associated with fictional superheroes, not the stuff of real life. But the capacity to read minds via direct neural interfaces, called brain-computer interfaces (BCIs), has advanced by leaps and bounds in recent years. A recent Stanford University study has made it possible to directly decode inner speech, or what a person thinks they are saying, without gestures or sound.

• Đây là một sức mạnh liên quan đến các siêu anh hùng hư cấu, không phải là điều thực tế. Nhưng khả năng đọc suy nghĩ qua các giao diện thần kinh trực tiếp, gọi là giao diện não-máy tính (BCIs), đã tiến bộ vượt bậc trong những năm gần đây. Một nghiên cứu gần đây của Đại học Stanford đã làm cho việc giải mã trực tiếp ngôn ngữ bên trong, hoặc những gì một người nghĩ rằng họ đang nói, mà không cần cử chỉ hay âm thanh trở nên khả thi.

BCIs work by connecting a person's nervous system to implanted electrodes capable of interpreting brain activity, allowing them to perform actions – such as using a computer or moving a prosthetic hand – using only their thoughts. The technology could offer people with disabilities a renewed sense of autonomy.

• BCIs hoạt động bằng cách kết nối hệ thần kinh của một người với các điện cực cấy ghép có khả năng diễn giải hoạt động của não, cho phép họ thực hiện các hành động - như sử dụng máy tính hoặc di chuyển một bàn tay giả - chỉ bằng suy nghĩ của mình. Công nghệ này có thể mang lại cho người khuyết tật một cảm giác tự chủ mới.

Researchers were previously able to give a voice to people unable to speak by capturing signals in the motor cortex of the brain as they attempted to move their mouths, tongues, lips and vocal cords. But the new Stanford University study has managed to bypass physical speech.

• Trước đó, các nhà nghiên cứu đã có thể mang lại giọng nói cho những người không thể nói bằng cách thu nhận tín hiệu trong vùng vỏ não động cơ khi họ cố gắng di chuyển miệng, lưỡi, môi và dây thanh quản. Nhưng nghiên cứu mới của Đại học Stanford đã thành công trong việc bỏ qua việc nói vật lý.

"If we could decode that [inner speech], then that could bypass the physical effort," Stanford neuroscientist and lead author of the new study Erin Kunz told The New York Times. "It would be less tiring, so they could use the system for longer."

• "Nếu chúng ta có thể giải mã được [ngôn ngữ bên trong], thì điều đó có thể bỏ qua nỗ lực vật lý," nhà thần kinh học Stanford và tác giả chính của nghiên cứu mới Erin Kunz nói với The New York Times. "Nó sẽ ít mệt mỏi hơn, vì vậy họ có thể sử dụng hệ thống trong thời gian lâu hơn."

Published Aug. 21 in the scientific journal Cell, the study's findings could make it even easier for people who cannot speak to communicate: The system showed a 74% accuracy rate in real time, an unprecedented performance for this type of technology.

• Được công bố ngày 21 tháng 8 trên tạp chí khoa học Cell, kết quả của nghiên cứu này có thể làm cho việc giao tiếp của những người không thể nói trở nên dễ dàng hơn: Hệ thống này cho thấy độ chính xác 74% trong thời gian thực, một hiệu suất chưa từng có đối với loại công nghệ này.

But decoding our inner voice is not without risks. During trials, the implant sometimes picked up unexpected signals, requiring the implementation of a mental password to protect certain thoughts.

• Nhưng việc giải mã tiếng nói bên trong của chúng ta không phải là không có rủi ro. Trong các thử nghiệm, cấy ghép đôi khi ghi nhận các tín hiệu không mong muốn, đòi hỏi phải thực hiện một mật khẩu tinh thần để bảo vệ một số suy nghĩ nhất định.

Decoded in real time

• Giải mã trong thời gian thực

"This is the first time we've managed to understand what brain activity looks like when you just think about speaking," Kunz told the Financial Times. Using multi-unit recordings from four participants, researchers found that inner speech is strongly represented in the motor cortex, a part of the brain responsible for speech, and that imagined sentences can be decoded in real time.

• "Đây là lần đầu tiên chúng ta hiểu được hoạt động của não trông như thế nào khi bạn chỉ nghĩ về việc nói," Kunz nói với Financial Times. Sử dụng các bản ghi đa đơn vị từ bốn người tham gia, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng ngôn ngữ bên trong được đại diện mạnh mẽ trong vỏ não động cơ, một phần của não chịu trách nhiệm cho việc nói, và rằng các câu tưởng tượng có thể được giải mã trong thời gian thực.

To achieve this, the team implanted microelectrodes in the motor cortex to record neural signals. The participants in this study were severely paralyzed, either by amyotrophic lateral sclerosis (ALS) or due to a stroke.

• Để đạt được điều này, nhóm đã cấy ghép các điện cực siêu nhỏ vào vỏ não động cơ để ghi nhận các tín hiệu thần kinh. Những người tham gia trong nghiên cứu này bị liệt nặng, do bệnh xơ cứng teo cơ bên (ALS) hoặc do đột quỵ.

The researchers asked them to try to speak or imagine saying a series of words. Both actions activated overlapping areas of the brain and elicited similar types of brain activity.

• Các nhà nghiên cứu yêu cầu họ cố gắng nói hoặc tưởng tượng nói một loạt từ. Cả hai hành động đều kích hoạt các khu vực chồng chéo của não và tạo ra các loại hoạt động não tương tự.

Artificial intelligence (AI) models were trained to recognize phonemes (basic units of language), translate these signals into words and then into sentences that the participants were thinking but not saying aloud. In a demonstration, the brain chip was able to translate the imagined sentences with an accuracy rate of up to 74%.

• Các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) đã được huấn luyện để nhận dạng các âm vị (đơn vị cơ bản của ngôn ngữ), dịch các tín hiệu này thành từ và sau đó thành các câu mà người tham gia đang nghĩ nhưng không nói ra thành tiếng. Trong một buổi trình diễn, chip não có thể dịch các câu tưởng tượng với độ chính xác lên đến 74%.

Frank Willett, assistant professor of neurosurgery at Stanford, told the Financial Times that the decoding was reliable enough to demonstrate that, with improvements in implant hardware and recognition software, "future systems could restore fluent, rapid and comfortable speech via inner speech alone".

• Frank Willett, trợ lý giáo sư phẫu thuật thần kinh tại Stanford, nói với Financial Times rằng việc giải mã đủ tin cậy để chứng minh rằng, với sự cải thiện trong phần cứng cấy ghép và phần mềm nhận dạng, "các hệ thống tương lai có thể khôi phục lại lời nói lưu loát, nhanh chóng và thoải mái chỉ qua ngôn ngữ bên trong".

A password to protect private thoughts

• Một mật khẩu để bảo vệ suy nghĩ riêng tư

But these exciting advances come with privacy concerns. The study found that BCIs could also capture internal speech that participants had not been asked to imagine saying, raising the specter of private thoughts being leaked against the user's will.

• Nhưng những tiến bộ thú vị này đi kèm với các lo ngại về quyền riêng tư. Nghiên cứu phát hiện rằng BCIs cũng có thể thu nhận ngôn ngữ bên trong mà người tham gia không được yêu cầu tưởng tượng nói, làm dấy lên bóng ma của việc rò rỉ suy nghĩ riêng tư trái với ý muốn của người dùng.

Technology’s new ability to blur the line between voluntary and intimate thoughts has sparked fears of non-consensual mind reading.

• Khả năng mới của công nghệ trong việc làm mờ ranh giới giữa suy nghĩ tự nguyện và suy nghĩ thân mật đã làm dấy lên nỗi sợ hãi về việc đọc suy nghĩ không có sự đồng ý.

"This means that the line between private and public thought may be more blurred than we assume," warned Nita Farahany, a professor of law and philosophy at Duke University and author of the book, "The Battle for Your Brain: Defending the Right to Think Freely in the Age of Neurotechnology".

• "Điều này có nghĩa là ranh giới giữa suy nghĩ riêng tư và công khai có thể mờ hơn chúng ta tưởng," cảnh báo Nita Farahany, giáo sư luật và triết học tại Đại học Duke và là tác giả của cuốn sách "Cuộc chiến cho não của bạn: Bảo vệ quyền suy nghĩ tự do trong thời đại công nghệ thần kinh".

"The more we push this research forward, the more transparent our brains become, and we have to recognize that this era of brain transparency really is an entirely new frontier for us," Farahany noted in an interview with National Public Radio (NPR).

• "Càng đẩy mạnh nghiên cứu này, bộ não của chúng ta càng trở nên minh bạch hơn, và chúng ta phải nhận ra rằng thời đại minh bạch não này thực sự là một biên giới hoàn toàn mới đối với chúng ta," Farahany nhận định trong một cuộc phỏng vấn với National Public Radio (NPR).

The question of how to ensure that an individual’s mind remains an inviolable sanctuary is an ethical issue that now confronts researchers working in neurotechnology.

• Câu hỏi về cách đảm bảo rằng tâm trí của một cá nhân vẫn là một nơi thiêng liêng bất khả xâm phạm là một vấn đề đạo đức hiện đang đối mặt với các nhà nghiên cứu làm việc trong lĩnh vực công nghệ thần kinh.

Stanford researchers devised a password-protection system that prevents the technology from decoding someone’s inner speech unless they first think of the password.

• Các nhà nghiên cứu tại Stanford đã nghĩ ra một hệ thống bảo vệ bằng mật khẩu ngăn chặn công nghệ giải mã ngôn ngữ bên trong của ai đó trừ khi họ nghĩ đến mật khẩu trước tiên.