ساخت رایانه با سلول های انسان

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان، به نقل از «iflscience»؛ رایانه های امروزی در معنای رایج خود به دستگاه هایی الکترونیکی اشاره می کنند که حجم عظیمی از اطلاعات را دریافت و پردازش می نمایند؛ اما با ریشه یابی این کلمه در اواسط قرن 19، می توان دریافت؛ رایانه در اصل به فردی اطلاق می شد که محاسبات را بدون نیاز به قطعات الکترونیکی انجام می داد.

گروهی از پژوهشگران مؤسسه فناوری فدرال زوریخ (ETH Zurich) و دانشگاه بازل سوییس، درحال ایجاد رایانه ای بیولوژیکی هستند که از سلول های زنده ی انسان ساخته  می شود.

پژوهشگران زیست شناسی مصنوعی موفق شدند با 9 نوع سلول گوناگون - که به صورت 3 بعدی کنار یکدیگر قرار گرفته اند - ساختاری به وجود آورند که مانند یک مدار الکترونیکی محاسباتی ساده رفتار می کند.

در دستاورد بالا، ورودی هایی شیمیایی، جایگزین سیگنال های الکترونیکی می شوند. در این نوآوری، اطلاعات ورودی به سلول های رایانه داده شده، از طریق گیت های منطقی ساده ای مانند: «AND» ،«NOT» و «OR» پاسخ ها را ارائه می دهد. در این رایانه ها به جای سیم های مسی، ارتباطات شیمیایی برای اجرای برآوردها به کار گرفته می شوند.

همه ی رایانه های دیجیتالی، بر پایه ی گیت های منطقی ایجاد می شوند. برای نمونه، از طریق گیت NOT، ورودی های باینری 1 به در خروجی، به صفر تغییر پیدا می کنند. این عمل بسیار ساده است؛ اما پژوهشگران موفق شده اند  که آن را در یک رایانه ی بیولوژیکی ساختارسازی کنند.

دانشمندان معتقداند دستاورد آن ها پیشرفتی بی سابقه است. در گذشته، رایانه های بیولوژیکی دیگری نیز ایجاد شده بودند. برای نمونه می توان به ساخت ترانزیستورهایی با استفاده از DNA، یا صفحه نمایشی از جنس مواد تشکیل دهنده ی عروس دریایی اشاره کرد. با وجود این، به هیچ یک از آن ها نتوانسته بودند گیت های منطقی را در این سطح اجرا کنند.

پژوهشگران در گذشته موفق شده بودند وظایفی مشخص را برای جفت های سلولی تعیین کنند؛ اما در پروژه ی یادشده، هر یک از نوع سلول انسانی درگیر در رایانه ی بیولوژیکی، برنامه های سفارشی سازی شده ی خاص خود را دریافت کردند. در این شیوه به جای اینکه آنها به طور معمول به طیف وسیعی از سلول های شیمیایی پاسخ بدهند، برای هر یک از آنها دستورالعمل محاسباتی مشخصی تعریف شده بود. این موضوع امکان انجام محاسبات یک «full-adder» را به سلول ها می دهد. در نتیجه مفاهیم دقیق تر و پرجزئیات تری به شکل همزمان پردازش می شوند. همچنین با بازطراحی سلول، می توان گیت های مختلفی را برای انجام انواع دیگری از محاسبات به وجود آورد.

با توجه به موضوع بالا لازم به یادآوری است که مغز انسان پیچیده ترین  رایانه ی موجود به حساب می آید. این عضو بدن، داده ها را در همه ی طول شبانه روز مدیریت می کند. محرک های حسی بدن اطلاعات را دریافت کرده، نورون ها به پردازش آنها می پردازند. در نتیجه بدن انسان نسبت به مسائل اطراف خود واکنش نشان می دهد. به همین دلیل توانایی یک سلول برای عملکردن به مانند یک رایانه ی اولیه ی جالب به نظر می رسد.