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標(biāo)題: 前沿科技之化學(xué)計算機可模擬神經(jīng)元 [打印本頁]

作者: 掃街 時間: 2010-8-6 11:33
標(biāo)題: 前沿科技之化學(xué)計算機可模擬神經(jīng)元
據(jù)英國媒體報道，作為一項國際合作的組成部分，一項具有發(fā)展前景的舉措已經(jīng)啟動，這項舉措讓人們在研制奇異的靈感來源于生物學(xué)的 “化學(xué)計算機”道路上又向前邁進一步。這種“濕潤的計算機”融合了最近發(fā)現(xiàn)的化學(xué)系統(tǒng)屬性，能夠成為工程師的一支重量計算力量。
開辟全新應(yīng)用領(lǐng)域

研究小組采取的舉措是模擬大腦中神經(jīng)元的一些活動。這項耗資180萬歐元(160萬英鎊)的項目將持續(xù)3年時間，歐洲一項正浮出水面的科技計劃為其提供資金支持。這項計劃將靈感來自于生物學(xué)的計算擺到尤為重要的位置，最近已資助了幾個類似項目。當(dāng)前這一項目的特別之處在于，將利用穩(wěn)定的自發(fā)形成覆蓋層的“細胞”——與我們的細胞壁類似——采用化學(xué)手段完成信號處理，整個過程與我們自身的神經(jīng)元活動類似。

項目合作者、南安普敦大學(xué)的克勞斯-彼得·扎內(nèi)爾表示，這一項目的目標(biāo)是研制出較常規(guī)計算機相比更為出色的計算機，具備在新環(huán)境下進行計算處理的能力。扎內(nèi)爾博士在接受英國廣播公司新聞頻道采訪時說：“我們正在研發(fā)的這種濕潤信息技術(shù)不可能在近期內(nèi)在商業(yè)軟件上得到應(yīng)用。但它將開辟一個全新的應(yīng) 用領(lǐng)域，當(dāng)前的IT技術(shù)無法在這一領(lǐng)域提供任何解決之道，例如控制分子機器人、細粒度的化學(xué)組裝過程控制以及能夠處理人體化學(xué)信號并根據(jù)細胞生物化學(xué)狀態(tài) 發(fā)揮作用的智能藥物。”

脂質(zhì)與液體

研究小組的舉措立基于兩個至關(guān)重要的想法。首先，單個細胞被自發(fā)封裝入細胞液體“內(nèi)臟”的脂質(zhì)形成的壁包裹。最近進行的研究顯示，當(dāng)細胞相遇接觸導(dǎo)致這樣的兩個脂質(zhì)層相遇時，一種蛋白質(zhì)能夠在二者之間形成一條通道，允許化學(xué)信號分子穿過。其次，細胞內(nèi)部將發(fā)生B-Z(Belousov- Zhabotinsky)化學(xué)反應(yīng)。簡單地說，這種反應(yīng)可以通過改變溴元素含量進行激活，溴元素含量的改變可通過設(shè)定確定的閾限量加以實現(xiàn)。出于大量原因，這種反應(yīng)表現(xiàn)出與眾不同的一面。

對于計算應(yīng)用，重要的是化學(xué)信號抵達后啟動計算過程。在進一步的化學(xué)信號無法影響反應(yīng)時，細胞進入一個不起反應(yīng)期，阻止信號未經(jīng)檢驗便穿過任何相互連接的細胞。類似這樣的獨立系統(tǒng)在受到閾值以上水平的刺激時能夠利用自身化學(xué)能量進行反應(yīng)，表現(xiàn)出與神經(jīng)元類似的特性。

扎內(nèi)爾說：“每一個神經(jīng)元就像是一臺分子計算機。我們采取的方式就是模擬神經(jīng)元，是一個非常天然的過程。神經(jīng)元的一大特征就是進入‘興奮’的能力。它能夠再形成輸入信號，擁有自身的能量供應(yīng)，因此可以產(chǎn)生一個新信號。”化學(xué)信號的這種傳播方式——在不起反應(yīng)期內(nèi)停留在一個給定細胞內(nèi)部——意味著細胞能夠形成功能與大腦類似的網(wǎng)絡(luò)。

真正的機會

捷克布拉格化學(xué)技術(shù)研究所化學(xué)計算研究員弗蘭蒂塞克·斯特怕耐克表示，這兩種想法非常有發(fā)展前景。他在接受英國廣播公司新聞頻道采訪時說：“如果有一天我們研制與人類大腦功能和復(fù)雜性類似的計算機，我敢打賭屆時將采取化學(xué)或者分子計算的方式。我認為，這一項目將帶來一個真正的機會，讓化學(xué)計算從概念階段變成一個可以實際演示的功能原型。”

目前，研究小組正加緊努力，證明這一想法具有可行性。扎內(nèi)爾說：“這一項目將在2月1日正式啟動。我們已將一些脂質(zhì)送到波蘭合作者手上。由于他們已經(jīng)證明脂質(zhì)層具有穩(wěn)定性，對于將會發(fā)生什么，我們都感到非常好奇。”

作者: 春風(fēng)剪景 時間: 2010-8-6 17:17
這項技術(shù)前景廣闊。祝早日成功。

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