- ارسال ها
- 199
- لایک ها
- 481
- امتیاز
- 0
آيا مي‌توان اعضاي بدن انسان را هوشمند ساخت؟ شايد روزي، سلول‌هاي انساني را كه قادرند عمليات ساده محاسباتي انجام دهند، بتوان درون بدن قرار داد تا به عنوان يك رايانه زيستي، بيماري‌ها را تشخيص داده، داروها را به بدن رسانده و رابط بين بدن و دستگاه‌هاي الكترونيكي باشد.
پژوهشگران موسسه فدرال فناوري زوريخ در سوئيس، نوعي مدار ديجيتال ساده را درون دو دسته سلول جنيني موجود در كليه ساختند كه نيمي از آن، عمل جمع و نيم ديگر، عمل تفريق را روي دو عدد باينري (صفر و يك) انجام مي‌دهد.اين پيچيده‌ترين نوع مدار زيستي است كه تا به حال ساخته شده و مي‌تواند اساس مدارهاي محاسباتي بزرگ‌تر را تشكيل دهد.
در گذشته نيز چندين نوع مدار زيستي كه مي‌توانستند محاسبات ساده انجام دهند، ساخته شده بودند، ولي اكثر آنها از مولكول‌هاي دي.ان.اي يا باكتري ساخته مي‌شدند و كاشت آنها در بدن با مشكل مواجه مي‌شد.
براي اين‌كه بتوان از مدارهاي محاسباتي در آينده در مقاصد درماني بهره گرفت، اين مدارها بايد از سلول‌هاي موجود در بدن پستانداران ساخته شوند.
رايانه‌هاي معمولي براي تبديل داده ها، از بود و نبود الكترون به ترتيب به عنوان يك و صفر استفاده مي‌كنند.
سلول‌هاي مورد استفاده اين پژوهشگران، از دو نوع مولكول طبيعي بهره مي‌برد؛ اريترومايسين كه نوعي آنتي‌بيوتيك است و فلورتين كه ماده‌اي است در درخت سيب يافت مي‌شود.
اين مواد به‌عنوان ورودي عمل كرده و بود و نبودشان، سبب واكنشي منحصر به فرد بين دو نوع سلول مي‌شود. اين واكنش به ايجاد پروتئين با نور قرمز يا سبز منجر مي‌شود كه نشان‌دهنده نتيجه محاسبه خواهد بود. به عنوان مثال، در سلول‌هاي جمع‌كننده، وجود هر دو مولكول موجب درخشش نور قرمز خواهد شد.
اين واكنش‌ها، در عملكرد طبيعي سلول‌ها اختلالي به وجود نمي‌آورد. در نتيجه، سلول‌ها قادر خواهند بود به زبان باينري رايانه‌ها محاسبه انجام دهند و در عين حال به فعاليت عادي خود بپردازند.
انعطاف اين رايانه‌هاي زيستي، بيشتر از رايانه‌هاي الكترونيكي معمولي است، زيرا به جاي مولكول ورودي و پروتئين خروجي مجموعه، مي‌توان از ساير سيگنال‌هاي زيستي نيز استفاده كرد.
اما در رايانه‌هاي معمولي فقط از يك نوع سيگنال، يعني الكترون، مي‌توان بهره گرفت. به عنوان مثال، مي‌توان رايانه زيستي را طوري طراحي كرد كه سيگنال ناشي از يك عفونت را به عنوان ورودي دريافت كند و درمان مناسب را به عنوان خروجي ارائه دهد.
در اين پژوهش، خروجي به شكل پروتئين‌هايي با نور قرمز و سبز است. يكي از كاربرد هاي احتمالي اين نوع سيگنال در آينده اين است كه رنگ قرمز سبب درخشش چسب ويژه‌اي روي پوست شود و وجود عامل عفونت را اطلاع دهد. اين رايانه‌هاي زيستي كه داخل بدن قرار گرفته‌اند، مي‌توانند با رايانه‌هاي معمولي ديگر در خارج از بدن ارتباط برقرار كنند.
پژوهشگران اميدوارند، حال كه هر دو رايانه، از زباني يكسان بهره مي‌برند، با هم بخوبي ارتباط هم برقرار كنند.
هدف بعدي اين تيم پژوهشي اين است كه بدانند تا چه حد مي‌توان منطق تصميم‌گيري را به اين رايانه‌هاي زيستي افزود تا عملكردشان فقط محدود به پاسخگويي ساده به ورودي نباشد.
هنوز مشخص نيست اين نوآوري در ابعاد بزرگ‌تر تا چه حد جواب خواهد داد، زيرا خروجي يك سلول نمي‌تواند به عنوان ورودي سلول ديگر به كار گرفته شود بنابراين چالش پيش روي پژوهشگران اين خواهد بود كه مشكل ارتباط اين قطعات محاسبه‌گر با هم را حل كنند.