Химический компьютер будет действовать, как клетки мозга

Международная группа исследователей начала работу над "химическим компьютером", который благодаря эксплуатации недавно открытых свойств химических систем должен обладать достаточными для повторения некоторых функций нейронов мозга возможностями. Проект стоимостью более $2 млн планируется завершить в течение трёх лет. Финансирование предоставлено в рамках программы Евросоюза по содействию развитию технологий. От похожих концепций данную биосистему отличает использование стабильных "клеток" с формирующейся спонтанно поверхностью – подобно тому, как ведут себя настоящие клетки. Сигнальные же процессы между искусственными нейронами обеспечат химические взаимодействия.

Цель проекта состоит не в создании более совершенных вычислительных машин, а в принципиальной возможности проведения расчётов новыми методами. "Категория "влажных" информационных технологий, над которыми мы работаем, в ближайшее время не найдёт применение в работе с корпоративным программным обеспечением, – объясняет доктор Клаус-Питер Заунер (Klaus-Peter Zauner) из Университета Саутгемптона (University of Southampton). – Но она откроет области, в которых нынешняя сфера IT не может предложить ничего: управление молекулярными роботами, прецизионный контроль за химическими процессами, "интеллектуальные" лекарства, считывающие химические сигналы тела человека и действующие согласно локальному биохимическому состоянию клетки".

Концепция разработчиков базируется на двух ключевых идеях. Во-первых, индивидуальные "клетки" должны быть окружены покрытием из особых липидов. Недавняя работа показала, что когда два таких слоя встречаются друг с другом при контакте клеток, между ними формируется переход для химических сигнальных молекул. Во-вторых, в клетках должна происходить реакция Белоусова-Жаботинского, вызываемая изменением концентрации элемента брома по отношению к пороговому уровню. С точки зрения вычислений важен тот факт, что после появления химического сигнала начала процесса клетка входит в рефракторный период, когда другие сигналы не могут вмешаться в реакцию. Такие автономные системы с собственной химической энергией, реагирующие на стимул выше некоторого порогового значения, имеют аналоги в природе – нейроны. По словам Заунера, каждый нейрон – как молекулярный компьютер. Нейроны могут воспроизводить входящий сигнал и имеют свой источник энергии для распространения нового.

Способность передавать химический сигнал и сохранять его в пределах одной клетки в рефракторном периоде означает возможность образования клетками сетей, функционирующих как мозг. Учёные считают объединение двух идей многообещающим. Если однажды возникнет желание создать компьютеры с такой же производительностью и сложностью, как у мозга, понадобятся химические или молекулярные вычисления.