Искусственный мозг в пробирке узнает своих “родителей”

28.07.11 Исследователи из Калифорнийского технологического института создали первый прототип "искусственного интеллекта” в пробирке. Их детище представляет собой комплекс молекул ДНК, способных воспроизводить "разученную” информацию на основании подсказок.

Созданная учеными искусственная нейронная сеть, состоящая из четырех структур, в состав которых входят 112 отличающихся друг от друга цепочек ДНК, успешно играет со своими создателями в игру, смысл которой заключается в идентификации загаданного человека.

Исследователи "разучили” с нейронной сетью уникальные наборы ответов на вопросы типа "да-нет” (например, является ли исследователь британцем), описывающие четырех из них. После этого игрок (человек) загадывал в уме имя одного из исследователей и предоставлял нейронной сети неполный набор ответов, описывающих загаданную личность, путем внесения в пробирку соответствующих ответам цепочек ДНК.

Посредством флуоресцентных сигналов нейронная сеть идентифицировала загаданного человека, либо, при условии недостаточного количества информации или противоречивости ответов, высвечивала особый сигнал. Исследователи сыграли в эту игру, используя 27 различных вариантов ответов на вопросы (количество возможных комбинаций составляет 81), при этом нейронная сеть неизменно отвечала правильно.

Принцип действия биохимической нейронной сети основан на взаимодействии одно- и частично-двухцепочеченых молекул ДНК. Последние представляют собой двухцепочечные спирали, часть одной из цепочек (более длинной) которых торчит наподобие "хвоста”. При встрече с такой структурой попавшая в раствор одноцепочечная ДНК связывается с ее одноцепочечным фрагментом (при условии их комплементарности), высвобождая в раствор вторую цепочку двойной спирали, которая может вступать во взаимодействие с другими молекулами. При этом помещенная в раствор одноцепочечная ДНК выполняет роль "входа”, а высвободившаяся цепочка – роль "выхода”.

Путем изменения уровней концентрации каждой из цепочек ДНК исследователи могут "обучить” нейронную цепь необходимой информации.

Разработчики отмечают, что на сегодняшний день система очень далека от совершенства. Для получения ответа на заданный вопрос ей требуется около 8 часов, после чего она утрачивает свою функциональность. Более того, создание более крупной сети, способной решать более сложные задачи, на данном этапе работы весьма проблематично. Однако они считают, что со временем биохимические системы, обладающие искусственным интеллектом, или, по крайней мере, способностью к принятию элементарных решений, должны найти широкое применение в медицинских, химических и биологических исследованиях. Например, их можно внедрять внутрь живых клеток для получения ответов на фундаментальные биологические вопросы или для диагностики заболеваний.