Popular science work
經(jīng)過(guò)基因改造的細(xì)菌可協(xié)同識(shí)別質(zhì)數(shù)、識(shí)別元音，甚至計(jì)算出披薩可以平分成的最大塊數(shù)。科學(xué)家表示，像這樣的微型生物計(jì)算機(jī)在尺寸和成本方面都可勝過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)芯片。研究成果發(fā)表在最新一期《自然·化學(xué)生物學(xué)》雜志上。
印度加爾各答薩哈核物理研究所桑格拉姆·巴格團(tuán)隊(duì)對(duì)屬于大腸桿菌的一種細(xì)菌進(jìn)行了基因改造，使其能夠以各種方式組合起來(lái)解決問(wèn)題。這些改造后形成的細(xì)菌神經(jīng)元，在隨后的實(shí)驗(yàn)中以各種組合方式排列，完成了多達(dá)12項(xiàng)任務(wù)。
研究人員表示，這是一個(gè)類似樂(lè)高的模塊化系統(tǒng)。它們不是多細(xì)胞生物，但它們作為一個(gè)多細(xì)胞實(shí)體一起參與工作。
通常來(lái)講，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)用低電壓和高電壓表示的0和1傳遞信息。但在細(xì)菌神經(jīng)元中，則用化學(xué)物質(zhì)來(lái)代替。這些改造后的細(xì)菌能對(duì)化學(xué)刺激作出反應(yīng)，二進(jìn)制數(shù)字通過(guò)3種化學(xué)物質(zhì)的存在或不存在來(lái)進(jìn)行輸入。
通過(guò)發(fā)出綠色或紅色熒光，不同排列的細(xì)菌神經(jīng)元可顯示0到9之間的數(shù)字是否為質(zhì)數(shù)，或者A到L之間的字母是否為元音。它們甚至能僅用直線來(lái)評(píng)估披薩可均分成多少片。
每個(gè)細(xì)菌神經(jīng)元的長(zhǎng)度只有2到5微米，但它們可處理輸入和輸出，并配有自己的化學(xué)電源。研究人員指出，此類生物計(jì)算機(jī)的尺寸可比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)小很多。而且由于它們能自我復(fù)制，因此可大規(guī)模生產(chǎn)，而且成本低廉。
目前，生物計(jì)算機(jī)研究者已利用單細(xì)胞生物創(chuàng)建了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但研究人員表示，之前還不曾有人演示過(guò)可解決大量問(wèn)題的可編程生物計(jì)算機(jī)。
新研究中細(xì)菌培養(yǎng)物的作用相當(dāng)于單層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這種架構(gòu)是ChatGPT等大型語(yǔ)言模型的核心，只是后者組織結(jié)構(gòu)更大、更復(fù)雜。
