D1-kifpool

دانشمندان به باکتری مهندسی‌شده ازنظر ژنتیکی بازی دوز را یاد دادند

دوشنبه ۹ خرداد ۱۴۰۱ - ۱۹:۰۰
مطالعه 3 دقیقه
گونه‌ی تغییر ژنتیکی‌یافته‌ی باکتری‌ اشریشیا کلی می‌تواند مانند شبکه‌ی عصبی ساده عمل کند و برای کشیدن صفر و ضربدر آموزش ببیند.
تبلیغات
D4-mci

به‌گزارش نیوساینتیست، برای اولین‌بار انسان‌ها با باکتری‌ها بازی ایکس او (بازی دوز) انجام دادند. این‌ها باکتری‌های معمولی نبودند؛ بلکه باکتری‌های ای‌کولای (اشریشیا کلی) بودند که ازنظر ژنتیکی اصلاح شده بودند تا به‌عنوان شبکه‌ی عصبی ساده یا نوعی هوش مصنوعی عمل کنند. آلفونسو جارامیلو از شورای ملی تحقیقات اسپانیا می‌گوید این رویکرد می‌تواند کاربردهای متنوعی، از ایجاد مواد زنده دارای قابلیت یادگیری تا ساخت میکروبیوم‌های هوشمند داشته باشد.

جارامیلو و تیمش کار خود را با سویه‌ای از ای‌کولای شروع کردند که ازنظر ژنتیکی اصلاح شده بود تا ۱۲ ماده‌ی شیمیایی را احساس کند و با تغییر فعالیت ژنی که پژوهشگران انتخاب می‌کردند، پاسخ دهد. این سویه ماریونت نامیده می‌شود و در سال ۲۰۱۹، گروه دیگری از پژوهشگران آن را ساخته‌اند.

پژوهشگران سویه ماریونت را بیشتر اصلاح کردند تا نسخه‌های فراوانی از دو قطعه‌ی DNA حلقوی به نام پلاسمید داشته باشد که هرکدام پروتئین فلورسنت متفاوتی را رمزگذاری می‌کردند: یکی قرمز و دیگری سبز. نسبت تعداد این دو پلاسمید و درنتیجه رنگ فلورسانس باکتری از پیش تعیین نشده است و می‌تواند به‌واسطه‌ی ۱۲ ماده شیمیایی و آنتی‌بیوتیک‌های خاص تغییر کند.

در غیاب ورودی‌های بیشتر، نسبت یادشده ثابت می‌ماند؛ بنابراین، نوعی حافظه است. علاوه‌بر‌این، وقتی باکتری ورودی دیگری دریافت می‌کند، خروجی رنگ به نسبت قبلی بستگی دارد. این بدان‌معنا است که باکتری‌ها مانند ممریستور (مقاومت حافظه‌دار) رفتار می‌کنند. ممریستور قطعه‌ای الکترونیکی است که برای ایجاد تراشه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود که نحوه‌ی عملکرد سیناپس‌های مغز را تقلید می‌کنند.

جارامیلو این موجودات را ممراگیلون (Memregulon) می‌خواند. پژوهشگران تصمیم گرفتند تا این باکتری‌ها را آموزش دهند تا بازی دوز را انجام دهند. این بازی شاخصی است که اغلب برای نشان‌دادن رویکردهای جدید در محاسبات استفاده می‌شود.

باکتری‌ها در هشت چاهک منطبق با مربع‌های بیرونی جدول دوز رشد داده شدند. پژوهشگران برای سادگی کار، فرض کردند که بازیکن انسانی همیشه بازی را شروع می‌کند و یک علامت ضربدر (ایکس) را در مربع مرکزی می‌گذارد. سپس، اولین صفر (او) باکتریایی روی مربع منطبق با چاهک دارای قرمزترین رنگ قرار می‌گیرد.

انسان در مرحله‌ی بعد بازی می‌کند و با افزودن یکی از مواد شیمیایی که باکتری می‌تواند حس کند، به باکتری درباره‌ی حرکت می‌گوید. هر ماده‌ی شیمیایی معادل یکی از مربع‌ها است. این کار نسبت پروتئین را در هر چاهک تغییر و حرکت بعدی را نشان می‌دهد. هر بازی چند روز طول می‌کشد؛ زیرا پاسخ باکتری زمان‌بر است. جارامیلو می‌گوید: «در ابتدا، باکتری‌ها به‌طور تصادفی بازی می‌کنند؛ اما آن‌ها را می‌توان با تنبیه چاهک‌هایی که حرکت اشتباهی را بازی می‌کنند، با یک دوز آنتی‌بیوتیک آموزش داد.»

جارامیلو می‌گوید پس از هشت بازی تمرینی، باکتری‌ها به بازیکنان ماهر تبدیل می‌شوند. این تیم نحوه‌ی بازی باکتری‌های آموزش‌دیده را شبیه‌سازی کرد. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که آن‌ها می‌توانند انسان‌های بی‌تجربه را شکست دهند. پژوهشگران پس از مرحله‌ی تمرینی که در آن باکتری‌ها همیشه می‌بازند، بازی دیگری انجام ندادند؛ بنابراین، ای‌کولای هنوز نتوانسته است واقعاً در بازی دوز انسان را شکست دهند.

جوآن مک‌دونالد از دانشگاه سان‌شاین کوست استرالیا می‌گوید: «این نمایش قدرتمندی از سازگارشدن یک سیستم زیستی پیچیده است.» تیم جارامیلو در حال ایجاد شبکه‌های عصبی پیچیده‌تری با استفاده از باکتری‌ها است تا بتوانند کارهایی مانند تشخیص دست‌نوشته را انجام دهند. او می‌گوید: «آن‌ها می‌توانند کارهای بسیار پیچیده‌ای انجام دهند.»

مقاله رو دوست داشتی؟
نظرت چیه؟
داغ‌ترین مطالب روز
لوگو اینستاگرام / Instagram در پشت یک نفر
کپی رایت اینستاگرام چیست و چگونه مشکلات آن را رفع کنیم؟

اگر برای تولید محتوا در اینستاگرام از محتوای دیگران استفاده می‌کنید، همین‌حالا دست نگه دارید؛ چون ممکن است حسابتان به دلیل کپی‌رایت مسدود شود.

8
2 روز پیش
دو بی‌سیم مشکی در دو دست یک شخص
بی‌سیم ۲۰۲۵ شیائومی با برد ۵ کیلومتری و شارژدهی ۱۲۰ ساعته رونمایی شد

شیائومی به‌تازگی دستگاه بی‌سیم جدیدی معرفی کرد که می‌تواند در دمای منفی ۱۰ درجه تا مثبت ۵۰ درجه سانتی‌گراد کار کند.

18
2 روز پیش
نمای سه چهارم جلو مرسدس بنز CLA 2026
مدل ۲۰۲۶ مرسدس CLA رونمایی شد؛ بزرگ‌تر و قدرتمندتر با طراحی تکامل‌یافته

مرسدس بنز از مدل جدید سدان CLA رونمایی کرد که با ابعاد بزرگ‌تر، طراحی‌ جدید‌تر و پیشرانه‌های مدرن‌تر وارد بازار خواهد شد.

25
یک روز پیش
شهر لاین
جاه‌طلبانه اما به چه قیمت؟ بودجه ابرپروژه نئوم عربستان سر به فلک کشیده است

گزارش‌ها حاکی از آن است که هزینه پروژه‌های بزرگ عربستان مثل شهر لاین با سرعت تصاعدی رو به افزایش می‌رود و حتی در مواردی از پیش‌بینی‌ها فراتر رفته ...

110
2 روز پیش
گوشی در دست درحال نمایش اندروید ۱۶
منو جدید «تنظیمات سریع» اندروید ۱۶ رونمایی شد

گوگل در بتای سوم اندروید ۱۶، از طراحی جدید پنل تنظیمات سریع با تغییرات جذاب و کاربردی رونمایی کرده است.

42
2 روز پیش
شیائومی ردمی نوت 14S
ردمی نوت 14S معرفی شد؛ همان ردمی نوت ۱۳ پرو با تغییرات جزئی

ردمی نوت 14S با مشخصات تقریبا یکسانی با ردمی نوت ۱۳ پرو معرفی شد.

21
یک روز پیش
بهترین ماشین‌های لباسشویی خارجی در بازار ایران
بهترین ماشین لباسشویی خارجی در بازار ایران [اسفند ۱۴۰۳]

در مقاله‌ی پیش‌ رو بهترین ماشین‌های لباسشویی موجود در بازار از برندهای ال‌جی، سامسونگ و بوش را با ظرفیت‌های مختلف معرفی کرده‌ایم.

55
15 ساعت پیش
تبلیغات
DN-DNShatel

نظرات

با چشم باز خرید کنید
زومیت شما را برای انتخاب بهتر و خرید ارزان‌تر راهنمایی می‌کند
ورود به بخش محصولات