Исследователи из Калифорнийского технологического института создали первую искусственную нейронную сеть, состоящую из цепочек ДНК. Эта нейронная сеть представляет собой аналог электронной схемы, составленной из взаимодействующих молекул, которая может хранить воспоминания, основанные на неполных образах, и находить ответы на заданные вопросы, точно так, как это делает головной мозг.

"Искусственные биохимические системы, своим поведением копирующие деятельность головного мозга, успешно создавались уже в течение нескольких десятилетий различными группами ученых и исследователей" - рассказывает Лулу Киэн (Lulu Qian), старший научный сотрудник в области биоинжененрии их Калифорнийского технологического института. - "Но одной из самых сложных и практически неразрешенных проблем являлось обеспечение "понимания" и обмена информацией между людьми и искусственными биохимическими системами".

Состоя из четырех десятков искусственных нейронов, каждый из которых сделан из 112 различных цепочек ДНК, нейронная сеть может самостоятельно найти ответ на заданный учеными вопрос. Исследователи обучили нейронную сеть, "загрузив" ее данными об четырех известных ученых. Эти данные были закодированы простейшим набором ответов "Да" или "Нет" на четыре различных вопроса, к примеру, был ли этот ученый британцем?

В проводимых экспериментах исследователи загружали в пробирку с нейронной сетью неполное количество ответов на вопросы, которые "знала" нейронная сеть. Эти ответы представляли собой те же самые короткие цепочки ДНК. Используя, некоторые биохимические механизмы, вызывающие явление флуоресценции, нейронная сеть возвращала ответ, какого именно ученого имели ввиду люди, загружая в сеть набор ответов. Используя подобные флуоресцентные сигналы, нейронная сеть могла "сообщить", что для правильного ответа ей было введено недостаточное количество информации или введенная информация противоречит запомненным ею данным.

Исследователи проводили этот эксперимент 27 раз, каждый раз используя уникальный набор подсказок, выбранный из 81 возможного варианта. И каждый раз нейронная сеть дала правильный ответ.

Исследователи создали нейронную сеть, основываясь на простой биохимической модели нейрона, называемой линейной пороговой функцией. Нейрон, получая входные сигналы, умножает каждый из них на положительный или отрицательный коэффициент и, затем, складывает вместе полученные значения. Если результирующее превышает определенный порог, то это вызывает активацию нейрона и вырабатывает его выходной сигнал.

Сами исследователи признают, что созданная ими нейронная сеть обладает ограниченными функциями. Человеческий мозг в среднем состоит из 100 миллиардов нейронов, а созданная искусственная нейронная сеть - всего из 40 нейронов. Но и создание сети из 40 основанных на ДНК нейронов было для ученых непростой и тяжелой задачей, занявшей достаточно много времени. Да и быстродействие сети оставляет желать лучшего, "пробирочная" нейронная сеть выдает ответ спустя восемь часов после того, как в пробирку в виде цепочек ДНК был загружен набор подсказок.