Технологияи рақамӣ ба биология, ДНК ва майна каме наздиктар аст

Илон Маск итминон медиҳад, ки дар ояндаи наздик одамон метавонанд интерфейси мукаммали мағзи компютериро эҷод кунанд. Дар ҳамин ҳол, мо гоҳ-гоҳ дар бораи таҷрибаҳои ӯ дар болои ҳайвонот, аввал дар хукҳо ва вақтҳои охир дар маймунҳо мешунавем. Фикри он, ки Маск роҳи худро пайдо мекунад ва метавонад терминали алоқаро дар сари одам ҷойгир кунад, баъзеҳоро мафтун мекунад, дигаронро метарсонад.

Вай на танхо дар кори нав Мош. Ба наздикӣ олимони Британияи Кабир, Швейтсария, Олмон ва Италия натиҷаҳои лоиҳаеро эълон карданд, ки дар якҷоягӣ нейронҳои сунъӣ бо табиӣ (1). Ҳамаи ин тавассути Интернет сурат мегирад, ки имкон медиҳад нейронҳои биологӣ ва "силиконӣ" бо ҳамдигар тамос гиранд. Таҷриба парвариши нейронҳоро дар каламушҳо дар бар гирифт, ки баъдан барои сигнализатсия истифода мешуданд. Роҳбари гурӯҳ Стефано Васанелли хабар дод, ки олимон бори аввал нишон доданд, ки нейронхои сунъии дар чип гузошташуда бевосита бо нейронхои биологй алокаманд буда метавонанд.

Муҳаққиқон мехоҳанд, ки бартарӣ гиранд шабакаҳои нейронии сунъӣ кори дурусти минтақаҳои вайроншудаи майнаро барқарор мекунад. Вақте ки дар имплантат махсус ҷойгир карда мешавад, нейронҳо ҳамчун як намуди протез амал мекунанд, ки ба шароити табиии майна мутобиқ мешаванд. Шумо метавонед бештар дар бораи худи лоиҳа дар мақолаи гузоришҳои илмӣ хонед.

Facebook мехоҳад ба майнаи шумо ворид шавад

Онҳое, ки аз чунин технологияи нав метарсанд, шояд дуруст бошанд, хусусан вақте мешунавем, ки масалан, мо мехостем, ки "мазмун"-и майнаи худро интихоб кунем. Дар як чорабинӣ, ки моҳи октябри соли 2019 аз ҷониби маркази тадқиқотии Chan Zuckerberg BioHub, ки аз ҷониби Facebook пуштибонӣ мешавад, ӯ дар бораи умедҳо ба дастгоҳҳои дастӣ, ки бо мағзи сар идора мешавад, сӯҳбат кард, ки муш ва клавиатураро иваз мекунанд. "Ҳадаф ин аст, ки тавонистед объектҳоро дар воқеияти виртуалӣ ё афзоишёфта бо андешаҳои худ идора кунед" гуфт Зукерберг, аз иқтибос аз CNBC. Facebook CTRL-labs, стартаперо, ки системаҳои интерфейси мағзи сар ва компютерро таҳия мекунад, ба маблағи тақрибан як миллиард доллар харид.

Кор дар интерфейси мағзи компютер бори аввал дар конфронси Facebook F8 дар соли 2017 эълон шуда буд. Тибқи нақшаи дарозмуддати ширкат, як рӯз дастгоҳҳои пӯшидаи ғайриинвазивӣ ба корбарон имкон медиҳанд танҳо бо фикр кардани онҳо калимаҳо нависед. Аммо ин гуна технология ҳанӯз дар марҳилаи хеле барвақт аст, бахусус азбаски сухан дар бораи интерфейсҳои ламсӣ, ғайриинвазивӣ меравад. “Қобилияти онҳо барои тарҷума кардани он чизе, ки дар майна рӯй медиҳад, ба фаъолияти моторӣ маҳдуд аст. Барои имкониятҳои бузург чизе бояд имплантатсия карда шавад ”гуфт Зукерберг дар мулоқоти дар боло зикршуда.

Оё одамон ба худ иҷозат медиҳанд, ки бо одамоне, ки бо иштиҳои беандозаашон маъруфанд, "чизе шинонанд" маълумоти хусусӣ аз Facebook? (2) Шояд чунин одамон пайдо шаванд, хусусан вақте ки ӯ ба онҳо пораҳои мақолаҳоеро пешниҳод мекунад, ки онҳо хондан намехоҳанд. Дар моҳи декабри соли 2020 Facebook ба кормандон гуфт, ки он дар болои асбобе кор мекунад, ки маълумотро ҷамъбаст мекунад, то корбарон набояд онро мутолиа кунанд. Дар ҳамон вохӯрӣ ӯ нақшаҳои минбаъдаи сенсори нейронро барои муайян кардани фикрҳои инсон ва тарҷумаи онҳоро ба амал дар вебсайт пешниҳод кард.

2. Майна ва интерфейсҳои Facebook

Компютерҳои барои майна самаранок аз чӣ сохта шудаанд?

Ин лоиҳаҳо танҳо кӯшишҳои эҷодшуда нестанд. Пайванди танҳои ин ҷаҳониён ҳадафи ягона нест. Хастанд, масалан. муҳандисии нейроморфӣ, тамоюле, ки ба аз нав сохтани иқтидори мошинҳо нигаронида шудааст майнаи инсонмасалан, аз чихати сарфаи энергияи он.

Пешгӯӣ мешавад, ки то соли 2040 захираҳои энергетикии ҷаҳонӣ наметавонанд ниёзҳои компютерии моро қонеъ кунанд, агар мо ба технологияҳои кремний пайваст шавем. Аз ин рӯ, зарурати таъҷилӣ таҳия кардани системаҳои нав ба миён меояд, ки метавонанд маълумотро зудтар коркард кунанд ва муҳимтар аз ҳама, энергияро сарфа кунанд. Олимон кайҳо боз медонанд, ки усулҳои тақлид метавонад як роҳи расидан ба ин ҳадаф бошад. майнаи инсон.

W компютерҳои кремний вазифаҳои гуногунро объектҳои физикии гуногун иҷро мекунанд, ки ин вақти коркардро зиёд мекунад ва боиси талафоти бузурги гармӣ мегардад. Баръакси ин, нейронҳои мағзи сар метавонанд ҳамзамон тавассути шабакаи васеъ бо шиддати даҳ маротиба аз компютерҳои пешрафтаи мо маълумот фиристанд ва қабул кунанд.

Бартарии асосии майна нисбат ба ҳамтоёни кремнийи худ қобилияти коркарди маълумот дар баробари он аст. Ҳар як нейрон ба ҳазорҳо нейронҳои дигар пайваст аст ва ҳамаи онҳо метавонанд ҳамчун вуруд ва баромад барои маълумот амал кунанд. Барои нигоҳ доштан ва коркарди информатсия, мисли мо, бояд маводи физикӣ таҳия карда шавад, ки онҳо метавонанд зуд ва осон аз ҳолати интиқол ба ҳолати пешгӯинашаванда гузаранд, чунон ки дар нейронҳо. 

Чанд моҳ пеш дар маҷаллаи Matter мақолае дар бораи омӯзиши маводи дорои чунин хосиятҳо нашр шуда буд. Олимон дар Донишгоҳи Техас A&M аз рамзи мураккаби β'-CuXV2O5 нановимҳо сохтанд, ки қобилияти ларзишро дар байни ҳолати ноқилро дар посух ба тағирёбии ҳарорат, шиддат ва ҷараён нишон медиҳанд.

Ҳангоми таҳқиқи дақиқ маълум шуд, ки ин қобилият ба ҳаракати ионҳои мис дар саросари β'-CuxV2O5 вобаста аст, ки боиси ҳаракати электрон ва хосиятҳои гузаронандаи маводро тағйир медиҳад. Барои идора кардани ин падида дар β'-CuxV2O5 як импулси электрикӣ ба вуҷуд меояд, ки ба он хеле монанд аст, ки ҳангоми ирсоли нейронҳои биологӣ ба ҳамдигар сигналҳо ба амал меояд. Майнаи мо тавассути оташ задани нейронҳои муайян дар вақтҳои асосӣ бо пайдарпаии беназир фаъолият мекунад. Пайдарҳамии рӯйдодҳои асабӣ ба коркарди иттилоот оварда мерасонад, хоҳ он хотираро ба хотир меорад ва хоҳ иҷрои фаъолияти ҷисмонӣ. Схемаи β'-CuxV2O5 низ ҳамин тавр кор хоҳад кард.

Диски сахт дар ДНК

Самти дигари тадқиқот ин тадқиқот дар асоси биология мебошад. усулҳои нигоҳдории маълумот. Яке аз идеяхое, ки мо онро низ борхо дар МТ тавсиф кардаем, ин аст. нигоҳдории маълумот дар ДНК, як муҳити ояндадор, ниҳоят паймон ва устувори нигаҳдорӣ ҳисобида мешавад (3). Дар байни дигарҳо, қарорҳое мавҷуданд, ки ба шумо имкон медиҳанд, ки маълумотро дар геномҳои ҳуҷайраҳои зинда нигоҳ доред.

То соли 2025 тахмин зада мешавад, ки ҳар рӯз дар саросари ҷаҳон тақрибан панҷсад экзабайт маълумот тавлид мешавад. Нигоҳ доштани онҳо метавонад ба зудӣ барои истифода ғайри қобили амал гардад. технологияи анъанавии кремний. Зичии иттилоот дар ДНК эҳтимолан аз зичии дискҳои сахти муқаррарӣ миллионҳо маротиба зиёдтар аст. Тахмин меравад, ки як грамм ДНК метавонад то 215 миллион гигабайт дошта бошад. Он инчунин ҳангоми дуруст нигоҳ доштан хеле устувор аст. Дар соли 2017 олимон геноми пурраи як навъи аспи нобудшударо, ки 700 XNUMX сол пеш зиндагӣ мекард, истихроҷ карданд ва соли гузашта ДНК аз мамонте, ки як миллион сол пеш зиндагӣ мекард, хонда шуд.

Душвории асосй пайдо кардани рох аст мураккаб ҷаҳони рақамӣ i маълумот бо олами биохимиявии генҳо. Дар айни замон дар бораи синтези ДНК дар лаборатория ва гарчанде ки ха-рочот бо суръати тез кам шуда истодааст, ин кори душвор ва серхарч аст. Пас аз синтез кардан, пайдарпайҳо бояд дар vitro бодиққат нигоҳ дошта шаванд, то он даме, ки онҳо барои истифодаи дубора омода шаванд ё тавассути технологияи таҳрири генҳои CRISPR ба ҳуҷайраҳои зинда ворид карда шаванд.

Муҳаққиқони Донишгоҳи Колумбия як равиши наверо нишон доданд, ки табдили мустақимро имкон медиҳад сигналҳои электронии рақамӣ ба маълумоти генетикӣ, ки дар геномҳои ҳуҷайраҳои зинда нигоҳ дошта мешаванд. "Тасаввур кунед, ки дискҳои сахти мобилӣ, ки метавонанд дар вақти воқеӣ ҳисоб кунанд ва аз нав танзим карда шаванд" гуфт Ҳаррис Ванг, яке аз аъзои дастаи Singularity Hub. "Мо боварӣ дорем, ки қадами аввал ин аст, ки бидуни зарурати синтези ДНК in vitro мустақиман рамзгузории додаҳои дуӣ ба ҳуҷайраҳо."

Кор дар асоси сабткунандаи ҳуҷайраи CRISPR, ки Ванг ки қаблан барои бактерияҳои E. coli таҳия шудааст, ки мавҷудияти пайдарпаии муайяни ДНК-ро дар дохили ҳуҷайра муайян мекунад ва ин сигналро дар геноми организм сабт мекунад. Система дорои «модули сенсор»-и ДНК мебошад, ки ба сигналҳои муайяни биологӣ ҷавоб медиҳад. Ванг ва ҳамкорони ӯ модули сенсорро барои кор бо биосенсоре, ки аз ҷониби як гурӯҳи дигар таҳия шудааст, мутобиқ карданд, ки дар навбати худ ба сигналҳои электрикӣ ҷавоб медиҳад. Дар ниҳоят, ин ба тадқиқотчиён имкон дод рамзгузории мустақими иттилооти рақамӣ дар геноми бактериявӣ. Миқдори маълумоте, ки як ҳуҷайра метавонад нигоҳ дорад, хеле хурд аст, танҳо се бит.

Ҳамин тавр, олимон роҳи рамзгузории 24 популятсияи бактерияҳои гуногунро бо қисмҳои гуногуни 3-битии маълумот дар як вақт, дар маҷмӯъ 72 бит пайдо карданд. Онҳо онро барои рамзгузории паёмҳои "Салом ҷаҳон!" истифода мекарданд. дар бактерияҳо. ва нишон доданд, ки бо фармоиш додани аҳолии ҷамъшуда ва бо истифода аз таснифоти махсус тарҳрезӣ, онҳо метавонанд паёмро бо дақиқии 98 дарсад бихонанд. 

Аён аст, ки 72 бит аз иқтидор дур аст. нигаҳдории омма дискҳои сахт муосир. Бо вуҷуди ин, олимон боварӣ доранд, ки ҳалли онро зуд васеъ кардан мумкин аст. Нигоҳ доштани маълумот дар ҳуҷайраҳо ба фикри олимон, назар ба дигар усулхо хеле арзонтар аст рамзгузорӣ дар генҳозеро шумо метавонед ба ҷои гузаштан аз синтези мураккаби сунъии ДНК ҳуҷайраҳои бештар парвариш кунед. Ҳуҷайраҳо инчунин қобилияти табиии муҳофизати ДНКро аз зарари муҳити зист доранд. Онҳо инро тавассути илова кардани ҳуҷайраҳои E. coli ба хоки безараргардонидашуда нишон доданд ва сипас ба таври эътимодбахш тамоми паёми 52-битро аз онҳо тавассути пайдарпайии ҷомеаи микробҳои алоқаманди хок нишон доданд. Олимон инчунин ба тарҳрезии ДНК-и ҳуҷайраҳо шурӯъ кардаанд, то онҳо тавонанд амалиёти мантиқӣ ва хотираро иҷро кунанд.

4. Дидаи ягонагии трансгуманистӣ ҳамчун марҳилаи навбатии эволютсия

ҳамгироӣ техникй хисоббарор i телекоммуникатсия бо мафњумњои "якгона"-и трансгуманистї, ки аз љониби ояндашиносони дигар низ пешгўї шудаанд, сахт алоќаманд аст (4). Интерфейси мағзи сар, нейронҳои синтетикӣ, нигоҳдории маълумоти геномӣ - ҳамаи ин метавонад дар ин самт инкишоф ёбад. Факат як пробле-ма мавчуд аст — ин хама усулхо ва тачрибахое, ки дар мархалаи аввали тадкикот мебошанд. Аз ин рӯ, онҳое, ки аз ин оянда метарсанд, бояд дар оромӣ истироҳат кунанд ва дӯстдорони интегратсияи инсон ва мошин бояд хунук шаванд.