加州理工大学使用DNA在试管中制造出首个人造神经网络

2011-08-10 09:38:00 来源: 科技日报责编：楷维留学指南

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　　在医学和化学领域意义重大

　　科学家们表示，具有人工智能或者拥有某些基本决策能力的生物化学系统在医学、化学和生物学研究领域都具有非常重要的价值，未来，这样的系统能在细胞内操作，帮助回答基本的生物学问题或诊断疾病。另外，能对其他分子的出现作出智能反应的生物化学过程使工程师能用分子制造出越来越复杂的化学物质或者建立新的结构。钱璐璐说：“尽管几十年来，科学家们一直假设，人造生物化学系统能表现出像大脑一样的行为，但一直没有实现。”

　　这样的系统也让科学家可以间接理解智能的进化。钱璐璐解释道：“大脑进化前，单细胞有机体也能处理信息、做决定并对周围环境作出反应。”这样的复杂行为必须由一个漂浮在细胞内的分子网络完成，“或许高度进化的大脑和单细胞内看到的有限的智能形式分享同样的计算模式，只是采用不同的基质来编程。”

　　布瑞克补充道，他们的实验可以看成神经—计算原理在分子和细胞层面上的简单展示，一个可能的解释是，或许这样的原理在生物信息处理领域随处可见。

　　需进一步改善其性能

　　不过，科学家们也表示，尽管这个实验表明科学家能用DNA制造出会阅读思考的神经网络，但是，这个神经网络还非常有限。人脑包含1000亿个神经元，但仅使用40个(实验中使用的神经元的10倍)由DNA制造出的神经元来编织出一个网络都是一个大的挑战。而且，该系统的工作效率很低，其找出每个科学家需要花费8小时。另外，任务完成后，分子也被耗尽，无法分开并同另外的DNA单链配对，因此，该游戏只能进行一次。

　　或许在未来，一个生物化学神经网络能通过多次重复游戏来改进其性能；或通过遭遇新环境来学会新记忆。制造出能在身体内或仅仅在细胞内或一个有盖培养皿内操作的生物化学网络还需要很长时间，因为使得这种技术能在试管内工作也是另一个需要很大精力来应对的挑战。