細(xì)胞進(jìn)行二進(jìn)制計(jì)算
去年4月，瑞士生物工程師宣布，他們已經(jīng)通過編程，讓人體細(xì)胞進(jìn)行計(jì)算機(jī)所進(jìn)行的二進(jìn)制的加減運(yùn)算。他們對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了改造，讓細(xì)胞內(nèi)的基因能夠形成一個(gè)精細(xì)的電路，其能相互打開或者關(guān)閉。這些細(xì)胞能夠處理添加到其內(nèi)（分子紅霉素和根皮素）的兩個(gè)輸入，并且通過產(chǎn)生紅色或者綠色的熒光顯示出答案。
捷報(bào)不斷傳來，據(jù)今年6月3日的《自然》雜志報(bào)道，細(xì)胞計(jì)算設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院生物技術(shù)和生物工程教授馬丁·富塞內(nèi)格爾領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)表示，他們研制出了首個(gè)哺乳動(dòng)物單細(xì)胞計(jì)算器。研究人員使用哺乳動(dòng)物的細(xì)胞，構(gòu)建了一個(gè)能夠執(zhí)行邏輯運(yùn)算的基因網(wǎng)絡(luò)?；蚓W(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)形成了一種熒光蛋白，使細(xì)胞發(fā)光。在實(shí)驗(yàn)中，他們將根皮素和紅霉素作為兩個(gè)輸入信號(hào)?？茖W(xué)家們表示：“通過組合幾個(gè)邏輯門，我們?cè)诩?xì)胞合成基因網(wǎng)絡(luò)中獲得了前所未有的復(fù)雜水平?！敝档米⒁獾氖?，這種生物計(jì)算器可以平行處理兩個(gè)不同的輸入和輸出信號(hào)。
不過，科學(xué)家們也表示：“盡管這種計(jì)算器的性能遠(yuǎn)遜于電腦。但是，從本質(zhì)上講，一個(gè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞能夠像這樣運(yùn)算就已經(jīng)是一件令人驚嘆的事情?！贝饲?，已有其他科學(xué)家利用酵母和細(xì)菌實(shí)現(xiàn)了不同的電路元件。然而，新的基于哺乳動(dòng)物細(xì)胞的電路的復(fù)雜性輕易就超越了酵母和細(xì)菌。在上述諸多試驗(yàn)的輝映下，生物計(jì)算機(jī)變得更加引人注目。
在極端領(lǐng)域大展拳腳
諸多試驗(yàn)和結(jié)論究竟說明了什么呢？阿達(dá)馬特茲基表示，黏液菌繪制地圖的能力可以被科學(xué)家們借用，用來設(shè)計(jì)道路，無線網(wǎng)絡(luò)以及性能比目前流行的計(jì)算機(jī)還略勝一籌的信息處理電路。黏液菌和電子設(shè)備的“聯(lián)姻”也能為人類提供很大的幫助。阿達(dá)馬特茲基正在制造的計(jì)算機(jī)芯片就融電子通訊的速度和黏液菌的學(xué)習(xí)能力于一爐。
阿達(dá)馬特茲基稱，這種“混雜”技術(shù)處理信息的方式不像計(jì)算機(jī)而更像大腦，它能夠通過經(jīng)驗(yàn)和不斷試錯(cuò)進(jìn)行學(xué)習(xí)并獲得成長(zhǎng)，這就使它既能解決神經(jīng)科學(xué)的問題，也能解決計(jì)算機(jī)科學(xué)的問題。阿達(dá)馬特茲基說：“我們認(rèn)為，以黏液菌為基礎(chǔ)的計(jì)算研究將給生物電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)帶來一場(chǎng)革命。”
阿達(dá)馬特茲基的同事阿卡爾表示，生物計(jì)算機(jī)的一個(gè)好處可能是，在傳統(tǒng)電子設(shè)備無能為力的領(lǐng)域，它們能夠大展拳腳。阿達(dá)馬特茲基說：“比如，要想在一些極端領(lǐng)域，諸如深海底、人體內(nèi)或者其他星球進(jìn)行計(jì)算，我們目前所依賴的計(jì)算機(jī)或許只能望洋興嘆，但這種生物計(jì)算機(jī)就能夠起作用，因?yàn)椋赡軐?dǎo)致硅芯片熔化、結(jié)冰甚至分解的環(huán)境也有可能是生命繁茂生長(zhǎng)的沃土?！?/p>
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