Kimyəvi Reaksiyalarla Öyrənən Neyron Şəbəkələr

Caltech tədqiqatçıları insan beyninin strukturunu və funksiyasını təqlid etmək üçün DNA-dan hazırlanmış neyron şəbəkə hazırlayıblar. Elektron komponentlər əvəzinə kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə hesablamalar aparan bu sistem, öyrənmə qabiliyyətinə malikdir. Tədqiqat, molekulyar sistemlərdə daha kompleks öyrənmə davranışlarını nümayiş etdirmək üçün ilkin addım hesab olunur.

Öyrənmə Mexanizmi

DNA əsaslı neyron şəbəkənin öyrənmə qabiliyyəti, məlumatı qəbul etmə və gələcək qərarlar üçün onu yadda saxlama prosesinə əsaslanır. Lulu Qianın rəhbərlik etdiyi laboratoriyada yaradılan bu sistem, molekulyar nümunələrdən öyrənərək yeni məlumatlara cavab verməyi bacarır. Qian bu sistemi belə təsvir edir: “Gələcəkdə bioloji hüceyrədən öyrənən süni hüceyrə kimi təsəvvür edin. Müəyyən molekulyar siqnallara necə reaksiya verdiyini müşahidə edir, bu təcrübələri yadda saxlayır və oxşar, lakin fərqli siqnallara cavab verməyi öyrənir.”

Əvvəlki Tədqiqatlar

2018-ci ildə Cherry və Qian DNA əsaslı neyron şəbəkə yaratmışdı ki, bu sistem kimyəvi nümunələr vasitəsilə əl yazısı ilə yazılmış rəqəmləri tanıya bilirdi. Yeni tədqiqat bu araşdırmaya əsaslanaraq, molekulyar tellər vasitəsilə öz yaddaşını inkişaf etdirən sistem hazırlayıb. Bu tellər kimyəvi olaraq aktivləşdirilərək məlumatları saxlaya bilir. Sistem, molekulyar bir nümunə ilə qarşılaşdığında, bağlantıları aktivləşdirərək öyrənilmiş məlumatları yadda saxlayır.

Praktik Tətbiqlər

Bu tədqiqat gələcəkdə “ağıllı” dərmanlar və materialların inkişafı üçün zəmin yaradır. Məsələn, real vaxtda patogenlərə uyğunlaşan dərmanlar və ya dəri siqnallarından öyrənərək sağalma prosesini sürətləndirən bandajlar hazırlanması mümkün ola bilər.

Alimlərin Baxışı

Kevin Cherry, tədqiqatın birinci müəllifi, bu prosesin yeddi il çəkdiyini və bir çox çətinliklərlə qarşılaşdıqlarını qeyd edir. “Molekulyar sistemdə bir problemi həll etmək, bənddəki bir sızıntını düzəltmək kimidir—yeni problemlər ortaya çıxır. Bütün çətinlikləri bir yerdə görüb, sistematik həllər hazırlamaq lazım idi. Bu yanaşma sayəsində molekulyar sistemin öyrənmə qabiliyyətini inkişaf etdirdik.”

Nəticə

Tədqiqat, molekulyar sistemlərdə öyrənmə qabiliyyətinin inkişaf etdirilməsi sahəsində mühüm irəliləyişdir. Bu, ağıllı dərmanlar və materialların inkişafı üçün yeni imkanlar yaradır. Araşdırma “Nature” jurnalında dərc edilib və gələcəkdə daha geniş tətbiqlər üçün zəmin yaradır.

Ətraflı məlumat: Kevin M. Cherry və digərləri, “DNA əsaslı neyron şəbəkələrdə nəzarətli öyrənmə”, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09479-w