Những bí ẩn đáng kinh ngạc về cặp mắt của con người – Phần 2

Cần dùng đến siêu máy tính nhanh nhất thế giới năm 2023 có 9.400 CPU và 37.000 GPU đặt trong 74 tủ máy, mỗi tủ nặng 3.600kg và tiêu tốn 29MW điện mỗi giờ mới có thể mô phỏng được những gì diễn ra trong võng mạc của đôi mắt người trong 1 giây.

Tiếp theo Phần 1

Võng mạc của mắt là bộ phận cho phép bạn có thể nhìn thấy trang này hoặc bất cứ thứ gì khác. Nó chứa đầy các tế bào thần kinh chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện và hóa học được gửi đến não theo dây thần kinh thị giác. Võng mạc của người mỏng hơn màng bọc thực phẩm vốn chỉ dày khoảng 12,7 μm.

Điều sau đây còn khó tưởng tượng hơn nữa:

Năng lực xử lý của 2 võng mạc tương đương với siêu máy tính nhanh nhất thế giới năm 2023

Tháng 4/1985, trong tạp chí BYTE, Tiến sĩ, Bác sĩ John K. Steven, phó Giáo sư tại phòng nghiên cứu khoa học thần kinh, Đại học Toronto cho biết: “Để mô phỏng 10 mili giây (ms) quá trình xử lý hoàn chỉnh của chỉ một tế bào thần kinh từ võng mạc, cần phải giải khoảng 500 phương trình vi phân phi tuyến tính đồng thời một trăm lần và sẽ mất ít nhất vài phút thời gian xử lý trên siêu máy tính Cray. Hãy nhớ rằng có từ 10 triệu tế bào trở lên như vậy tương tác với nhau theo những cách phức tạp, siêu máy tính Cray sẽ mất tối thiểu 100 năm để mô phỏng những gì diễn ra trong mắt bạn mỗi giây.” [1]

Siêu máy tính Cray ra đời năm 1975, có khả năng tính toán chỉ 160 Megaflops (160 triệu phép tính dấu phảy động mỗi giây). Nhưng ngay cả thời điểm hiện tại (tháng 11/2023), để mô phỏng những gì diễn ra trong cặp võng mạc của đôi mắt con người cũng cần năng lực xử lý của siêu máy tính nhanh nhất thế giới Frontier. Cần lưu ý rằng mỗi siêu máy tính Frontier do HPE chế tạo đạt 1,19 Exaflop, tức 1,19 tỷ tỷ phép tính dấu phảy động mỗi giây. Frontier chứa 9.400 CPU AMD EPYC 64C 2 GHz cùng 37.000 GPU AMD Instinct 250X, đặt trong 74 tủ linh kiện, mỗi tủ nặng hơn 3.600 kg, tiêu thụ 29 MW điện mỗi giờ.

Các nhà nghiên cứu tại UC Berkeley đã phát hiện ra rằng võng mạc của chúng ta tạo thành một chồng từ 10 đến 12 hình ảnh khác nhau thể hiện những gì chúng ta nhìn thấy bằng cách sử dụng “giao tiếp chéo” giữa các lớp tế bào khác nhau trong võng mạc. Những hình ảnh không có chất lượng thực sự tốt. Nhưng tất cả chúng đều được gửi đến não và não tập hợp chúng thành những hình ảnh tuyệt vời mà chúng ta trải nghiệm. [2]

Không một người tỉnh táo hiểu biết về chip máy tính nào lại có thể tuyên bố rằng chip máy tính có thể đã tự tiến hóa. Tuy nhiên, một số người rất tỉnh táo từ chối thừa nhận rằng có bất kỳ siêu trí thông minh nào đằng sau sự hình thành của võng mạc vượt trội hơn rất nhiều so với bất kỳ con chip máy tính nào. Và võng mạc đã tồn tại hàng triệu năm.

Năng lực xử lý ánh sáng đáng kinh ngạc của võng mạc

Các tế bào hình nón và que của võng mạc bao gồm nhiều lớp khác nhau. Các tế bào hình que của con người có dải động (khả năng phân biệt độ sáng của ảnh từ mức sáng nhất đến mức tối nhất) khoảng 10 tỷ/1. Nói cách khác, khi được tinh chỉnh để ở mức khuếch đại cao (như khi bạn ra ngoài trong đêm tối và chỉ có ánh sao), các tế bào cảm quang của bạn có thể thu được một photon – một sự nhạy cảm phi thường!

Tất nhiên, võng mạc thực hiện một số thủ thuật xử lý trên đó chỉ để đảm bảo rằng nó không thu được nhiễu, để bạn không nhìn thấy ảnh tĩnh; nó thực sự cần có ít nhất sáu tế bào thụ cảm trong cùng một khu vực thu được cùng một tín hiệu trước khi nó “tin” rằng đó là thông tin thật và gửi đến não. Trong ánh sáng ban ngày, võng mạc bị lóa và bộ phận điều chỉnh lượng ánh sáng vào sẽ giảm xuống nữa để mang lại hiệu suất đáng ngưỡng mộ.” [3]

Võng mạc nhạy cảm nếu bị phơi sáng dưới ánh mặt trời sẽ bị lóa hoàn toàn và bạn sẽ không thể nhìn thấy gì. Tuy nhiên, võng mạc của bạn có thể điều chỉnh theo những thay đổi lớn về lượng ánh sáng. Hãy tưởng tượng điều đó có thể tiến hóa như thế nào. Và hãy nhớ rằng, tất cả khả năng này được chứa đựng trong một thứ gì đó mỏng hơn màng bọc thức ăn. Cũng lưu ý rằng võng mạc trong suốt (bạn có thể nhìn xuyên qua nó).

Đó chỉ là phần nổi của tảng băng chìm. Mọi thứ về võng mạc của bạn đều là một điều kỳ diệu sâu sắc.

Hãy suy nghĩ thêm về siêu máy tính Frontier gồm 74 tủ máy và tiêu tốn 29MW điện khi so sánh với võng mạc của bạn. Hãy nhớ rằng chip máy tính hoàn toàn được thiết kế bởi một số người rất thông minh và siêu máy tính là cuộc đua giữa các cường quốc về công nghệ. Võng mạc chỉ chiếm 0,0049 cm3 và mức tiêu thụ điện năng của võng mạc là khoảng 0,001W.  Võng mạc có độ phân giải khoảng 10.000 x 10.000 pixel. Nó có khoảng 25 tỷ “cổng” tương đương như các bóng bán dẫn trong chip máy tính.

Các lớp mặt sau của võng mạc

Các phần khác của võng mạc cũng kỳ diệu không kém. Có ba lớp tế bào ở mặt sau của võng mạc: Biểu mô sắc tố võng mạc (Retinal Pigment Epithelium – RPE), màng mạch và củng mạc. RPE là một cấu trúc đa chức năng và không thể thiếu, nó là một lớp mô dày đơn bào bao gồm các tế bào hình đa giác tương đối đồng nhất. Những tế bào này tiếp xúc với các đầu của tế bào hình que và tế bào hình nón (các tế bào cảm quang) bằng các vi nhung mao dày đặc và các nếp gấp của màng đáy.

Phía sau RPE là lớp màng đệm mạch máu chứa đầy các mạch máu cung cấp oxy và dinh dưỡng cũng như loại bỏ chất thải.

“Cấu trúc của màng mạch thường được chia thành bốn lớp (được phân loại theo thứ tự xa võng mạc nhất đến gần nhất):

1. Lớp Haller – lớp ngoài cùng của màng mạch bao gồm các mạch máu có đường kính lớn hơn.
2. Lớp Sattler – lớp mạch máu có đường kính trung bình.
3. Choriocapillaris – lớp mao mạch.
4. Màng Bruch – lớp trong cùng của màng mạch.” [4]

Vì vậy, võng mạc của bạn có các mạch máu kích thước nhỏ, trung bình và cũng có các mạch máu lớn hơn. Tất cả những điều này đều cần thiết cho hoạt động bình thường của mắt. Thật không thể hiểu được rằng điều này lại xuất hiện do quá trình tiến hóa một cách chậm rãi và từ từ. Hồ sơ hóa thạch liên tục chỉ cho thấy những động vật có đôi mắt hình thành đầy đủ.

Sau đó là một lớp mô liên kết khác được gọi là củng mạc.

Võng mạc là một thiết kế tồi?

Thiết kế của võng mạc khiến cho các photon ánh sáng phải truyền qua giác mạc, thủy tinh thể, dịch nước, mạch máu, tế bào hạch, tế bào amacrine, tế bào ngang và tế bào lưỡng cực, trước khi đến các tế bào hình nón và que nhạy sáng. Vi vậy, các nhà tiến hóa như Richard Dawkins, Kenneth Miller, Daniel Dennett và những người khác đã tuyên bố rằng võng mạc của mắt người có thiết kế ngược và nó là sản phẩm, là bằng chứng của tiến hóa.

Võng mạc thậm chí còn bị gọi là “ngu ngốc về mặt chức năng”. “Bằng chứng” là họ biết rõ hơn võng mạc nên được thiết kế chính xác như thế nào và chúng ta sẽ có thị lực tốt hơn nếu mắt chúng ta giống mắt con mực. Vì đó là một “thiết kế tồi” nên nó chắc chắn đã tiến hóa vì họ biết nếu có Chúa thì Ngài sẽ không làm theo cách đó. Ngài sẽ làm theo cách của họ.

“Thiết kế sai sót” là bằng chứng của họ chống lại Đức Chúa Trời sáng tạo và là lý lẽ ủng hộ một quá trình đột biến ngẫu nhiên.

Vì vậy, điều gì sẽ xảy ra nếu các nhà khoa học, sau khi nghiên cứu sâu hơn, có thể chứng minh rằng đó không phải là một thiết kế sai sót mà thực sự là kỹ thuật tốt nhất có thể? Liệu chúng ta có thể tuyên bố rằng có một Thiên Chúa không? Liệu những người vô thần có bị buộc phải thay đổi quan điểm của họ không?

Chà, hóa ra nhiều nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng thiết kế của võng mạc thực sự là thiết kế tốt nhất và không có bằng chứng nào cho thấy ý tưởng của các nhà Tiến hóa về thiết kế “tốt nhất” thậm chí sẽ có hiệu quả.

Tôi sẽ không dành nhiều thời gian hơn cho việc này nhưng tôi muốn giới thiệu cho bạn một bài viết kỹ thuật tuyệt vời đi sâu vào tất cả các chi tiết về lý do tại sao thiết kế của chúng ta lại hoàn hảo. Nếu bạn quan tâm, hãy đọc bài viết: “Tại sao võng mạc đảo ngược của con người là một thiết kế ưu việt” của Jerry Bergman và Joseph Calkins. [5]

Dưới đây là danh sách ngắn về một số lý do tại sao thiết kế võng mạc của con người chúng ta thực sự là thiết kế tốt nhất và rõ ràng được thiết kế bởi một trí thông minh toàn diện.

1. Tế bào hình que và hình nón cần rất nhiều máu: Các tế bào hình que và hình nón đòi hỏi lượng máu cung cấp nhiều hơn bất kỳ mô cơ thể nào khác. Chúng cần tiếp xúc chặt chẽ với máu để nhận O₂ và chất dinh dưỡng. Chất thải cần được mang đi. Sự nhìn thấy thực sự xảy ra do các phản ứng hóa học đang diễn ra và gửi tín hiệu đến não. Nhiệt lượng được tạo ra cần được làm mát bằng máu. Các sắc tố không ổn định (Photopigments) liên tục phải được thay thế và tái chế. Các tế bào hình que và tế bào hình nón (các cơ quan cảm quang) trở nên già yếu và phải thay thế chúng khoảng 7 ngày một lần. [5]
2. Vị trí cung cấp máu tốt nhất: Nếu võng mạc được thiết kế ngược lại thì nguồn cung cấp máu sẽ ở đâu? Bạn không thể đặt nó trước các tế bào hình que và hình nón. Nếu đặt dọc theo hai bên sẽ chiếm quá nhiều không gian và làm giảm số lượng tế bào hình que và hình nón. Điều đó sẽ gây ra tầm nhìn kém hơn.
3. Cần lớp mờ để hấp thụ ánh sáng dư thừa: Các tế bào hình que và hình nón cần đặt gần bề mặt tối để hấp thụ ánh sáng lạc. Nếu không, ánh sáng phản chiếu sẽ làm biến dạng tầm nhìn của chúng ta. Biểu mô sắc tố võng mạc cung cấp bề mặt tối màu đó.
4. Cần có biểu mô sắc tố võng mạc (RPE): Lớp tế bào này tạo ra các enzyme quan trọng cho thị giác. Nó cũng lưu trữ Vitamin A để tái tạo. RPE cũng giúp duy trì dòng nước và ion giữa võng mạc thần kinh và màng mạch, bảo vệ chống lại tổn thương gốc tự do và điều chỉnh quá trình chuyển hóa retinoid. Nó còn là hàng rào bảo vệ các phần bên trong của mắt.
5. Võng mạc không được nhạy hơn mức hiện tại của nó: Như tôi đã đề cập ở trên, võng mạc có thể nhận ra một photon ánh sáng. Bạn không thể có được điều gì tốt hơn thế. Võng mạc của chúng ta hoạt động tốt hơn bất kỳ thiết kế nào khác. Nếu bằng cách nào đó khiến nó có độ nhạy cao hơn, bạn có thể thấy “quá nhiều” ánh sáng và bị lóa. Nó có thể hữu ích vào ban đêm nhưng không hề hữu ích vào ban ngày. Nó cũng sẽ gây tổn thương mắt nhiều hơn.
6. Tế bào Müller: Nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra tế bào Müller trong võng mạc. Chúng thực sự giống như những cái phễu giúp truyền ánh sáng qua võng mạc nên ít bị biến dạng hơn. Chúng có chỉ số khúc xạ hoàn hảo để truyền ánh sáng với mức độ mất mát và biến dạng tối thiểu. Giống như Chúa đã phát minh ra cáp quang từ hàng nghìn năm trước. Làm thế nào để thiết kế điều đó?
7. Ánh sáng không bị chặn: Điều đáng ngạc nhiên là rất ít ánh sáng thực sự bị chặn lại bởi phần võng mạc mà ánh sáng tiếp xúc đầu tiên. Đây là lớp trong suốt của nhiều tế bào thần kinh dẫn đến dây thần kinh thị giác và sau đó là não. Các tế bào thần kinh bình thường được bao phủ bởi một chất gọi là myelin. Nhưng các tế bào thần kinh trong võng mạc không có lớp phủ myelin này nên nó không chặn một phần ánh sáng qua nó. Ngoài ra, các mạch máu và dây thần kinh lớn hơn bên trong mắt sẽ dịch chuyển ra xung quanh và không đi qua khu vực võng mạc trung tâm (tại hốc mắt và hố mắt), nơi quan trọng nhất của võng mạc và có độ phân giải cao nhất. Thật là một thiết kế tốt.
8. Chất thải phải được mang đi: Có những chất thải từ các phản ứng hóa học cũng như các tế bào hình que và hình nón sắp bị đào thải. Nếu các tế bào hình que và hình nón hướng về phía trước, tất cả chất thải sẽ tích tụ bên trong mắt bạn.
9. Thời gian hồi phục nhanh: Bạn biết nếu bạn lái xe vào ban đêm và nhìn vào đèn pha đang tới thì bạn sẽ bị mù tạm thời. Nguồn cung cấp máu gần cho phép thời gian hồi phục tương đối nhanh. Nếu tế bào hình que và hình nón của bạn quay mặt về hướng khác, bạn sẽ bị mù tạm thời lâu hơn nữa.
10. Màu sắc và độ chi tiết cao hơn nhiều so với mắt của con mực: Nghiên cứu về mắt con mực cho thấy chúng có thể cảm nhận được hình dạng, cường độ ánh sáng và kết cấu, nhưng lại thiếu rất nhiều chi tiết. Mực chỉ có 20 triệu tế bào thụ cảm trong võng mạc, trong khi con người có 126 triệu. Mực chỉ có tế bào hình que, trong khi con người có tế bào hình que và ba loại hình nón, cho phép chúng ta nhìn thấy toàn bộ quang phổ màu sắc. [5]
11. Những bóng tối nhất thời là một điều tốt: Hóa ra ánh sáng phải đi qua nhiều tế bào khác nhau trước khi đến được các tế bào hình que và hình nón là một điều tốt. Ánh sáng liên tục sẽ làm lóa các tế bào hình que và hình nón, nhưng bóng tối nhất thời sẽ giúp chúng nghỉ ngơi và cho phép chúng tái sinh.

Vì vậy, bây giờ chúng ta có thể kết luận rằng không có “thiết kế kém” nào ở đây cả. Trên thực tế, võng mạc được thiết kế tuyệt vời đến mức chúng ta không thể hiểu được.

Theo Jim Stephens/101 Bằng chứng về Thiên Chúa, Thiện Tâm biên dịch và bổ sung

Quay lại Phần 1

Tài liệu tham khảo: [1] Stevens, John K., Associate Professor of physiology and biomedical engineering, “Reverse Engineering the Brain,” Byte, April 1985, p. 287. [2] Sanders, Robert, Media Relations, UC Berkeley, March 2001, “Eye strips images of all but bare essentials before sending visual information to brain“, [3] Calkins, Joseph, “Design in the Human Eye” [4] Wikipedia, “Choroid” [5] Jerry Bergman and Joseph Calkins, “Why The Inverted Human Retina Is A Superior Design”

Xem thêm:

Xem thêm

Di truyền học Sóng-Ngôn ngữ: hướng đi mới của di truyền học (Phần 1)

Bộ gen hoạt động như một máy tính sinh học thông minh, giao tiếp bằng sóng vô tuyến và trường vật chất dựa trên quy tắc ngôn ngữ thông minh giống ngôn ngữ con người.