ډیجیټل ټیکنالوژي بیولوژي ، DNA او دماغ ته یو څه نږدې ده

ایلون مسک ډاډ ورکوي چې په نږدې راتلونکي کې به خلک وکولی شي د مغز او کمپیوټر بشپړ انٹرفیس رامینځته کړي. په ورته وخت کې، موږ وخت په وخت په څارویو، لومړی په خنزیر او په دې وروستیو کې په بندرونو کې د هغه د تجربو په اړه اورو. دا مفکوره چې مسک به خپله لاره ومومي او د یو شخص په سر کې د مخابراتو ترمینل نصبولو توان ولري ځینې یې زړه راښکونکي کړي، نور یې ویروي.

هغه نه یوازې په یوه نوي کار کوي مشک. د انګلستان ، سویس ، جرمني او ایټالیا ساینس پوهانو پدې وروستیو کې د یوې پروژې پایلې اعلان کړې چې په ګډه یې مصنوعي نیورونونه د طبیعي سره (یو). دا ټول د انټرنیټ له لارې ترسره کیږي، کوم چې بیولوژیکي او "سلیکون" نیورون ته اجازه ورکوي چې یو بل سره اړیکه ونیسي. تجربه په موږکانو کې د نیورون وده کول شامل وو، کوم چې بیا د سیګنل کولو لپاره کارول شوي. د ګروپ مشر سټیفانو واسانیلی راپور ورکړ چې ساینس پوهانو د لومړي ځل لپاره وکولی شول وښیي چې مصنوعي نیورونونه په چپ کې ایښودل کیدی شي مستقیم له بیولوژیکي سره وصل شي.

څیړونکي غواړي ګټه پورته کړي مصنوعي عصبي شبکې د دماغ د زیانمن شویو سیمو مناسب فعالیت بحال کړئ. یوځل چې په ځانګړي امپلانټ کې نصب شي، نیورونونه به د یو ډول مصنوعي مصنوعي په توګه عمل وکړي چې د دماغ طبیعي شرایطو سره سمون لري. تاسو کولی شئ پخپله د پروژې په اړه نور معلومات په ساینسي راپورونو کې په مقاله کې ولولئ.

فیسبوک غواړي ستاسو دماغ ته ننوځي

هغه څوک چې د داسې نوي ټیکنالوژۍ څخه ویره لري ممکن سم وي، په ځانګړې توګه کله چې موږ دا واورو، د بیلګې په توګه، موږ غواړو د خپل دماغ "محتوا" غوره کړو. په اکتوبر 2019 کې د فیسبوک لخوا ملاتړ شوي څیړنیز مرکز چان زوکربرګ بایو هب لخوا په یوه پیښه کې ، هغه د دماغ کنټرول پورټ ایبل وسیلو لپاره د امیدونو په اړه خبرې وکړې چې موږک او کیبورډ به ځای په ځای کړي. "هدف دا دی چې د خپلو افکارو سره په مجازی یا وده شوي واقعیت کې شیان کنټرول کړئ ،" زکربرګ وویل ، د CNBC لخوا حواله شوي. فیسبوک د CTRL-labs پیرودل، یو پیل چې د دماغ - کمپیوټر انٹرفیس سیسټمونه رامینځته کوي، د نږدې یو ملیارد ډالرو لپاره.

د دماغ-کمپیوټر انٹرفیس باندې کار لومړی په 8 کې د فیسبوک F2017 کنفرانس کې اعلان شو. د شرکت د اوږدمهاله پلان له مخې، یوه ورځ به غیر انتفاعي اغوستلو وړ وسایل کاروونکو ته اجازه ورکړي چې یوازې د فکر کولو له لارې ټکي ولیکئ. مګر دا ډول ټیکنالوژي لاهم په خورا لومړني مرحله کې ده ، په ځانګړي توګه له هغه وخته چې موږ د ټچ سکرین ، غیر برید کونکي انٹرفیسونو په اړه خبرې کوو. "د دوی وړتیا چې په مغز کې څه پیښیږي د موټرو فعالیت ته ژباړل محدود دي. د عالي فرصتونو لپاره ، یو څه باید پلي شي ، "زکربرګ په پورتنۍ ناسته کې وویل.

ایا خلک به ځان ته اجازه ورکړي چې "یو څه امپلانټ" کړي ترڅو د هغه خلکو سره اړیکه ونیسي چې د دوی د بې ځایه اشتها لپاره پیژندل شوي د فیسبوک څخه شخصي معلومات؟ (2) شاید داسې خلک به وموندل شي، په ځانګړې توګه کله چې هغه دوی ته د مقالو کټ مټ وړاندیز کوي چې دوی یې لوستل نه غواړي. د 2020 په دسمبر کې ، فیسبوک کارمندانو ته وویل چې دوی د معلوماتو لنډیز کولو لپاره په یوې وسیلې کار کوي نو کارونکي یې لوستلو ته اړتیا نلري. په ورته غونډه کې، هغه د عصبي سینسر لپاره نور پلانونه وړاندې کړل ترڅو د انسان افکار کشف او په ویب پاڼه کې یې په عملونو کې وژباړي.

2. د فیسبوک مغز او انٹرفیس

د مغز موثر کمپیوټرونه له څه شی څخه جوړ شوي دي؟

دا پروژې یوازینۍ هڅې نه دي چې رامنځته کیږي. د دې نړۍ یوازې پیوستون یوازینی هدف ندی چې تعقیب شي. د مثال په توګه شتون لري. نیورومورفیک انجینرۍ, یو رجحان چې موخه یې د ماشینونو وړتیاوو ته وده ورکول دي د انسان مغزد مثال په توګه، د انرژۍ د موثریت له مخې.

دا وړاندوینه کیږي چې تر 2040 پورې به د نړۍ د انرژي سرچینې زموږ د کمپیوټري اړتیاو پوره کولو توان ونلري که چیرې موږ سیلیکون ټیکنالوژیو ته غاړه کیږدو. له همدې امله، د نوي سیسټمونو رامینځته کولو ته بیړنۍ اړتیا شتون لري چې کولی شي ډیټا په ګړندۍ توګه پروسس کړي او خورا مهم ، د انرژي مؤثره. ساینس پوهان له ډیرې مودې راهیسې پوهیږي چې د نقل کولو تخنیکونه ممکن دې هدف ته د رسیدو یوه لاره وي. د انسان مغز.

W سیلیکون کمپیوټرونه مختلف فعالیتونه د مختلف فزیکي شیانو لخوا ترسره کیږي، کوم چې د پروسس وخت زیاتوي او د تودوخې لوی زیانونه رامنځته کوي. برعکس، په مغز کې نیورونونه کولی شي په یو وخت کې زموږ د خورا پرمختللو کمپیوټرونو په لس چنده ولتاژ کې په پراخه شبکه کې معلومات ولیږدوي او ترلاسه کړي.

د دماغ اصلي ګټه د دې سیلیکون همکارانو په پرتله په موازي ډول د معلوماتو پروسس کولو وړتیا ده. هر یو نیورون په زرګونو نورو سره وصل دی، او دا ټول کولی شي د معلوماتو لپاره د معلوماتو او محصولاتو په توګه عمل وکړي. د دې لپاره چې د معلوماتو ذخیره کولو او پروسس کولو وړتیا ولرئ، لکه څنګه چې موږ یې کوو، دا اړینه ده چې فزیکي مواد رامینځته کړو چې کولی شي په چټکه او اسانه توګه د لیږد حالت څخه د غیر متوقع حالت حالت ته انتقال کړي، لکه څنګه چې د نیورون قضیه ده. 

څو میاشتې وړاندې د ماټر په مجله کې د داسې ملکیتونو د مطالعې په اړه یوه مقاله خپره شوه. د ټیکساس A&M پوهنتون ساینس پوهانو د مرکب سمبول β'-CuXV2O5 څخه نانووایرونه رامینځته کړي چې د تودوخې ، ولټاژ او اوسني بدلونونو په ځواب کې د کنډکشن حالتونو ترمینځ د حرکت کولو وړتیا ښیې.

د نږدې معاینې په پایله کې، معلومه شوه چې دا وړتیا د β'-CuxV2O5 په اوږدو کې د مسو د ایونونو د حرکت له امله ده، کوم چې د د الکترون حرکت او د موادو چلونکي ځانګړتیاوې بدلوي. د دې پدیدې د کنټرول لپاره، په β'-CuxV2O5 کې یو بریښنایی محرک رامینځته کیږي، ډیر ورته ورته دی چې واقع کیږي کله چې بیولوژیکي نیورونونه یو بل ته سیګنالونه لیږي. زموږ دماغ په یو ځانګړي ترتیب کې په کلیدي وختونو کې د ځینې نیورونونو په ډزو سره فعالیت کوي. د عصبي پیښو لړۍ د معلوماتو پروسس کولو ته لار هواروي، ایا دا د حافظې یادول یا فزیکي فعالیت ترسره کول دي. د β'-CuxV2O5 سره سکیم به ورته کار وکړي.

په DNA کې هارډ ډرایو

د څیړنې بله ساحه د بیولوژي پر بنسټ څیړنه ده. د معلوماتو ذخیره کولو میتودونه. یو له نظرونو څخه، کوم چې موږ په MT کې څو ځله بیان کړی، لاندې دی. په DNA کې د معلوماتو ذخیره کول، یو امید لرونکی ، خورا کمپیکٹ او باثباته ذخیره کولو وسیله ګڼل کیږي (3). د نورو په منځ کې، داسې حلونه شتون لري چې د ژوندیو حجرو په جینومونو کې د معلوماتو ذخیره کولو ته اجازه ورکوي.

تر 2025 پورې، اټکل کیږي چې هره ورځ به په ټوله نړۍ کې نږدې پنځه سوه ایکسابایټ ډیټا تولید شي. د دوی ذخیره کول په چټکۍ سره د کارولو لپاره غیر عملي کیدی شي. دودیز سیلیکون ټیکنالوژي. په DNA کې د معلوماتو کثافت احتمالا د دودیز هارډ ډرایو په پرتله ملیونونه ځله لوړ دی. اټکل کیږي چې یو ګرام DNA کولی شي تر 215 ملیون ګیګابایټ پورې ولري. دا هم خورا باثباته دی کله چې په سمه توګه ذخیره شي. په 2017 کې، ساینس پوهانو د یوه ورک شوي آس د ډولونو بشپړ جینوم استخراج کړ چې 700 کاله وړاندې ژوند کاوه، او تیر کال، DNA د مموت څخه لوستل شوی و چې یو ملیون کاله مخکې ژوند کاوه.

اصلي مشکل د یوې لارې موندل دي مرکب ډیجیټل نړۍ i د جینونو د بایو کیمیکل نړۍ سره ډاټا. دا اوس مهال په اړه ده د DNA ترکیب په لابراتوار کې، او که څه هم لګښتونه په چټکۍ سره راټیټیږي، دا لاهم یو ستونزمن او ګران کار دی. یوځل چې ترکیب شي ، ترتیبونه باید په احتیاط سره په ویټرو کې زیرمه شي تر هغه چې دوی د بیا کارولو لپاره چمتو نه وي یا د CRISPR جین ترمیم ټیکنالوژۍ په کارولو سره ژوندیو حجرو ته معرفي شي.

د کولمبیا پوهنتون څیړونکو یوه نوې طریقه ښودلې چې مستقیم تبادلې ته اجازه ورکوي ډیجیټل بریښنایی سیګنالونه د ژوندیو حجرو په جینومونو کې زیرمه شوي جینیاتي معلوماتو کې. "د سیلولر هارډ ډرایو تصور وکړئ چې کولی شي په ریښتیني وخت کې محاسبه او فزیکي له سره تنظیم کړي ،" هاریس وانګ وویل ، د واحدیت مرکز ټیم غړو څخه یو. "موږ باور لرو چې لومړی ګام د دې وړتیا لري چې په مستقیم ډول په حجرو کې بائنری ډیټا کوډ کړي پرته لدې چې د ویټرو DNA ترکیب ته اړتیا ولري."

کار د CRISPR پر بنسټ د سیل ریکارډر پر بنسټ دی، کوم چې وان مخکې د E. coli باکتریا لپاره رامینځته شوی، کوم چې د حجرې دننه د DNA ځینې ترتیبونو شتون کشفوي او دا سیګنال د ژوندیزم په جینوم کې ثبتوي. سیسټم د DNA پر بنسټ "سینسر ماډل" لري چې ځینې بیولوژیکي سیګنالونو ته ځواب ورکوي. وانګ او د هغه همکارانو د سینسر ماډل د بل ټیم ​​لخوا رامینځته شوي د بایوسینسر سره کار کولو لپاره تطابق کړی، چې په پایله کې بریښنایی سیګنالونو ته ځواب ورکوي. په نهایت کې، دا څیړونکو ته اجازه ورکړه په باکتریا جینوم کې د ډیجیټل معلوماتو مستقیم کوډ کول. د ډیټا مقدار چې یو حجره یې ذخیره کولی شي خورا کوچنی دی ، یوازې درې بټونه.

نو ساینس پوهانو په ورته وخت کې د 24 بټونو لپاره د مختلف 3-bit ټوټو سره د 72 مختلف باکتریا نفوس کوډ کولو لپاره لاره وموندله. دوی دا د "سلام نړۍ!" پیغامونو کوډ کولو لپاره کارولی. په باکتریا کې. او وښودله چې د راټول شوي نفوس په ترتیب کولو او د ځانګړي ډیزاین شوي کلاسیفیر په کارولو سره ، دوی کولی شي پیغام په 98 سلنه دقت سره ولولي. 

په ښکاره ډول، 72 بټونه د ظرفیت څخه لرې دي. لویه زیرمه عصري هارډ ډرایو. په هرصورت، ساینس پوهان پدې باور دي چې حل په چټکۍ سره اندازه کیدی شي. په حجرو کې د معلوماتو ذخیره کول دا د ساینس پوهانو په وینا، د نورو میتودونو په پرتله خورا ارزانه ده په جینونو کې کوډ کولځکه چې تاسو کولی شئ د پیچلي مصنوعي DNA ترکیب سره معامله کولو پرځای یوازې ډیرې حجرې وده وکړئ. حجرې هم طبیعي وړتیا لري چې DNA د چاپیریال له زیان څخه ساتي. دوی دا د E. coli حجرو په غیر جراثیمو خاورو کې په اضافه کولو سره وښودله او بیا یې د خاورې پورې تړلي مایکروبیل ټولنې په ترتیب کولو سره له دوی څخه د 52-bit پیغام په معتبر ډول استخراج کړ. ساینس پوهانو د حجرو DNA ډیزاین کول هم پیل کړي ترڅو دوی وکولی شي منطقي او حافظې عملیات ترسره کړي.

4. د تکامل د راتلونکي مرحلې په توګه د لیږدونکي واحدیت لید

ادغام د کمپیوټر تخنیکر i مخابراتو دا په کلکه د یو ټرانسمانیسټ "یوازیتوب" له مفکورو سره تړاو لري چې د نورو راتلونکي پوهانو لخوا هم وړاندوینه شوې (4). د دماغ ماشین انٹرفیسونه، مصنوعي نیورونونه، د جینومیک ډیټا ذخیره کول - دا ټول کولی شي پدې لوري کې وده وکړي. یوازې یوه ستونزه شتون لري - دا د څیړنې په لومړي مرحله کې ټولې میتودونه او تجربې دي. نو هغه څوک چې د دې راتلونکي څخه ویره لري باید په آرامۍ کې آرام شي، او د انسان ماشین ادغام لیوالتیا باید یخ شي.