Таким вопросом настолько сильно заинтересовалась команда биологов и компьютерных инженеров Лихайского университета (Пенсильвания, США), что даже сумела выбить грант в размере 500 000 долларов у Национального научного фонда. Ученые хотят разработать компьютер, состоящий из живых клеток, и запрограммировать его на выполнение вычислительных процессов.



Детали предстоящего проекта пока очень скудны. Получатели гранта говорят, что они собираются использовать живые клетки (хотя, о каком именно типе клеток идет речь, ученые пока не говорят) для создания живой нейронной сети. Для этих целей ученые прибегнут к оптогенетике – методике управления клетками с помощью воздействия на них света, и обучат клетки распознавать цифровые значения, необходимые для выполнения вычислений.
«Последние достижения в сфере оптогенетики — направленной оптической стимуляции, а также высокоскоростном оптическом обнаружении — позволяют одновременно обнаруживать и стимулировать тысячи живых нейронов», — говорит в опубликованном пресс-релизе Лихайского университета Сяочен Гао, профессор электрической и компьютерной инженерии и куратор проекта.
«Ученым известно, что связанные между собой живые биологические нейроны в естественной среде демонстрируют способностью выполнения вычислений и запоминания информации. С поддержкой Национального научного фонда мы сможем создать экспериментальную систему, которая будет реагировать на оптическую стимуляцию. Наблюдая за ответной реакцией и активностью живых сетей нейронов, мы сможем разработать алгоритмы, с помощью которых эти нейроны можно будет чему-то обучить». По словам исследователей, их проект поможет «лучше понять возможность симбиоза компьютерного и органического мозга». Как именно все это будет работать, на данный момент никто даже не представляет.
«Мы надеемся, что нейробиологи смогут использовать эту технологию в качестве площадки для изучения особенностей работы человеческого мозга», — комментирует Евгений Бердичевский, профессор биоинженерии Лихайского университета, принимающий участие в данном проекте.
Когда ученые из Пенсильванского университета в мае этого представили выращенные в лабораторных условиях глобулы (органоиды) человеческого мозга, в научной среде вспыхнули споры по поводу этичности подобных разработок. По мнению некоторых, такие «мини-мозги», со своим развитием могут приобрести и сознание. Пока непонятно, будет ли в новом исследовании ученых из Лихайского университета учитываться этот аспект.
В любом случае новый проект предлагает радикально новой взгляд на будущее компьютерных технологий, в котором буквально всю электронику можно будет выращивать.

Однако в разработке биокомпьютеров ученые столкнулись с целым рядом серьезных проблем. Первая связана со считыванием результата – современные способы секвенирования (определения кодирующей последовательности) не совершенны: нельзя за один раз секвенировать цепочки длиной хотя бы в несколько тысяч оснований. Кроме того, это весьма дорогостоящая, сложная и трудоемкая операция.

Вторая проблема – ошибки в вычислениях. Для биологов точность в 1% при синтезе и секвенировании оснований считается очень хорошей. Для ИТ она неприемлема: решения задачи могут потеряться, когда молекулы просто прилипают к стенкам сосудов; нет гарантий, что не возникнут точечные мутации в ДНК, и т. п. И еще – ДНК с течением времени распадаются, и результаты вычислений исчезают на глазах! А клеточные компьютеры работают медленно, и их легко "сбить с толку". Эти  проблемы предстоит решить. Насколько это реально  –  покажет время.

Источник