成都市自流井區拆除回收公司電話13981937861，比超級計算（suàn）機更聰明高效（xiào）？“生（shēng）物計算（suàn）”展示美妙（miào）新圖景

成都市自流井區拆除回收（shōu）公司電話13981937861,成都91污污污廢（fèi）舊物資回收有限公司長期回收空調、變（biàn）壓器、配電櫃、電腦、廢鐵、廢銅、電子電器、電線電纜、廢舊金屬、廢舊等物資，聯（lián）係電話：13981937861，18980010174。

　　誰比超級計算機更聰明、高效、緊（jǐn）湊？

　　“生物計（jì）算”展示出美妙新（xīn）圖景

　　【科技創新世界潮】

　　◎本報記者 張夢然（rán）

　　細菌和超級計算機有什麽區別？區別是細菌更“高級”，因為它有更多的回路和更強的處理能力。

　　所有生命都在“計算（suàn）”。從（cóng）響應（yīng）化學信號的單個細胞，到（dào）在（zài）特（tè）定環境中（zhōng）航行的複雜生物體，信息處理是生命係統的核心。經過數十年的嚐試，科學家終於開始收集細胞、分子甚至整個生物體，來為人類自己的目的執行計算任務。

　　從本（běn）質上講，計（jì）算（suàn）機也隻是信息處理器，而且人們越來越（yuè）認識到大自（zì）然擁有豐富的（de）這種能力。最明（míng）顯的例子是複雜生物體（tǐ）的神經係統，它能處理來（lái）自環境（jìng）的大量數據並對各種複雜的行為“下指令”。但即使是最小的細胞，也（yě）充滿了複（fù）雜的生物分子通路，這些通路響應輸入信號，打開和關閉基因、產生化學物質或進行自我組織。

　　最終，生命中所有令人難以（yǐ）置信的壯舉，都依賴於DNA存儲（chǔ）、複製和傳（chuán）遞遺傳指令的能力。

　　如何構建一台生物計算機？

　　生物係統有自身的獨特優勢：更緊湊、能源效率更高、可自我維持和（hé）自我修複，而且特別擅長處理來自自然界的信號。

　　在過去的20年裏，強大的細胞（bāo）和分子工程工具讓人們終於（yú）能在構建生物計算機領域邁出（chū）一步。

　　美國（guó）麻省理工（gōng）學院生物合成學家克裏斯托弗·沃伊特說，該方法的核心（xīn）是“生物電路（lù）”，類似（sì）於計算（suàn）機中的電子電路。這些電路涉及各種生物（wù）分子（zǐ）相互作用（yòng）以獲取輸入，並對（duì）其進行（háng）處理以產生不（bú）同的輸出，就像它們的矽對應物一樣。通過編輯支撐（chēng）這些（xiē）過程的遺傳（chuán）指令，人們現在可以重新連接這些電路以執行自然界從未計劃的功能。

　　2019年，瑞士聯邦理工學院利用CRISPR技術，構建了相當於計算機（jī）中央處理器(CPU)的生（shēng）物等效（xiào）物。這個CPU被插入一個細胞，在那裏（lǐ）它調節不同（tóng）基（jī）因的活動以響應專（zhuān）門設計（jì）的RNA序列，使細胞實現了類似於矽計算機（jī）中的邏輯門（mén）。

　　印度薩哈核物（wù）理研究所在2021年（nián）更（gèng）進一步，誘使一群大腸杆菌計算簡（jiǎn）單迷宮的（de）解決方案。該（gāi）電路分布在幾個大腸杆菌菌株之間，每個菌株都（dōu）被設計用來解決部分問題。通過（guò）共享信息，該（gāi）電路成功地實現了如何在多個迷宮中導航。

　　大多數生物係統並不同（tóng）於經典計算機的二進製邏輯，它們也不會像計算機芯片那樣一步步解決問題。它們（men）充滿了重複、奇怪的反（fǎn）饋循環和以不同速度（dù）並排運行的截然（rán）不同的過程。

　　更怪異的是，生物的計算能力還能完全（quán）脫離其自然環境。瑞典（diǎn）隆德大學科學家正在試驗一種完全不（bú）同的（de）生物計算方法，使用（yòng）由分子馬達驅動的微小蛋白質絲圍繞迷宮推進。迷宮的結構經過精心設計，而細（xì）絲能同時探索所有路線（xiàn）。這意（yì）味著解決更大（dà）的問題不需要更多的時間，隻需要更多的細絲（sī）。

　　重新設計（jì）生物係統會（huì）帶來什麽？

　　但美國馬薩諸塞州塔夫茨（cí）大學的邁克爾·萊（lái）文認為（wéi），生命係統已經在生（shēng）物學的各（gè）個層麵展示了令人驚歎的計算壯舉，人們應該將重點從嚐試重（chóng）新設計生物係（xì）統，轉移（yí）到尋找與（yǔ）現有係統交互的方法。

　　萊文實驗室已經證明，他們可以操縱細胞之間的電通信，幫助它們決定如何以及在哪裏生長。舉個恐怖的例子，這可能讓蝌蚪的內髒上長出眼睛，或讓青蛙長出額外的腿。它並不等同於計算，但團隊認為它代表（biǎo）了如何將自然界預先存在（zài）的（de）電路折射為一個“新目（mù）標”。類似的方（fāng）法可用來解決廣（guǎng）泛的計算任（rèn）務。

　　此外，真菌計算的深奧領域也正在顯示其應（yīng）用潛力。英國（guó）布（bù）裏斯托爾西英格蘭大學研究顯示，真菌在感知pH值、化學物質、光線、重力和（hé）機（jī）械（xiè）應力等（děng）方麵具有的能力令人印象（xiàng）深刻。它（tā）們似乎使用電活動的尖峰進行交流，這開辟了將它們與傳統電子（zǐ）設備連接的前景。

　　類器官智能（néng）有多智能？

　　要探尋生物計算（suàn），離不開人們迄今已知的最強大（dà）計算（suàn）設備：大腦。

　　當前組織工程（chéng）學的進步意味（wèi）著，科學家們可從幹細胞（bāo）中培育（yù）出相當於微型大腦的複雜神經元簇（cù），也就是“大腦類器官”。與此同時，能將信號傳輸到（dào）腦（nǎo）細胞並能（néng）解碼（mǎ）它們的反（fǎn）應，意（yì）味著人們已經開始試驗類器官的（de）記憶和學習能力。

　　今年早些時候（hòu），美國約翰斯（sī）·霍普金斯（sī）大學團（tuán）隊概述了“類器官智能（néng）”這一新領域的願景。目標（biāo）與人工智能相反（fǎn）：他們不會讓計算機更像（xiàng）大腦（nǎo），而是試圖讓（ràng）腦細胞更像計算機。

　　初創公（gōng）司Cortical已可訓練在矽芯片上培養的人類腦細胞來玩電子乒乓遊戲Pong。而在它們的新軟件中，任何具有基本編碼技能的人都（dōu）能為“培養皿大腦（nǎo）”編程。

　　不過，所有這些生物計算方法目前（qián）都遠未成為（wéi）主流（liú）。與設計和製（zhì）造矽芯片的能力相比，人們操縱（zòng）生物學的能力仍處於初（chū）級（jí）階段。但（dàn）生物計算的巨（jù）大潛力和投入生物技術的數十億美元，將在未來幾（jǐ）年為這個領域帶來快（kuài）速進步。