בינה מלאכותית במבחנה

בספרי המדע הבדיוני, בינה מלאכותית היא בדרך כלל מנת חלקן של מכונות שנהפכו מורכבות יותר ויותר, עד שמורכבותן דמתה לזו של בני אדם, ומתוך כך באופן פלאי הן פיתחו גם רצון חופשי ועצמאות. חוקרים מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech) פיתחו סוג אחר של אינטליגנציה מלאכותית, שמבוססת על חומרים המזוהים עם החי, אך היא בכל זאת מלאכותית, במובן שבני אדם הם שיצרו אותה, אם כי תוך שימוש באבני הבניין של הטבע.

החוקרים יצרו רשת של מולקולות DNA שיכולות לתקשר זו עם זו, ולעשות משימות שניתן לראותן כשמירה ושליפה של זיכרונות ושימוש בהם, כדי להשלים תבניות - בדיוק כמו מוח חי. למערכת כזו - מערכת של אינטליגנציה מלאכותית עם בסיס ביולוגי - יכולים להיות שימושים נרחבים ברפואה, בכימיה ובמחקר ביולוגי. בעתיד הרחוק ניתן יהיה אולי להחדיר את רצפי ה-DNA לתוך תאים, ולאפשר להם להחליט שם, למשל כדי לאבחן מחלה ולפעול בהתאם. כמו כן, מולקולות שיכולות להגיב בצורה "אינטליגנטית" ולשנות תכונות בהתאם לסוג החומר שנמצא לידן, יכולות לאפשר הפקה של חומרים חדשניים במבנים חדשניים גם כן.

מרק מולקולות

המחקר - שהובילה ד"ר לולו קיאן - התפרסם בכתב העת Nature. "המוח הוא כלי מבריק, בין היתר בכך שהוא מאפשר לנו לזהות רצפים של אירועים, לזכור, להחליט ולהנחות את פעולת הגוף", אמרה קיאן. "תהינו - ממתי יכולה אינטראקציה כזו להתחיל? האם 'מרק' של מולקולות יכול לפעול כמוח?"

החוקרים זרקו למרק הזה 112 רצפי DNA. הם החליטו כי רצפי DNA מסוימים ישמשו פריטי מידע, למשל כתשובות לחידות במשחק. לצורך פישוט המחקר לקורא, הם הגדירו כי הם משחקים עם רשת ה-DNA משחק של זיהוי ארבעה חוקרים שונים לפי שאלות מנחות. כך, רצף אחד של DNA ייצג את פרט המידע "החוקר הוא בריטי", בה בעת שרצף אחד ייצג את הפרט "החוקר אוהב לעשן".

ה"מחשב" הביולוגי כלל מולקולות DNA בחוטים בודדים, וגם מערכות המורכבות משני רצפי DNA) DNA 'דו-גווילי'), כמו בתאי החי. בניגוד ל-DNA בתאים, ה-DNA הדו-גווילי במחקר זה לא חפף לחלוטין, אלא היה בעל 'זנב' חד-גווילי.

המשחק התנהל כך: כל נסיין חשב על חוקר, וזרק למרק רצפי DNA שייצגו כמה תכונות של החוקר שעליו חשב - אבל לא את כולן. האינטראקציה בין המערכת לבין הרמזים התרחשה כאשר רצף כזה ש'נזרק למרק' התחבר לאחד ה'זנבות' בשל התאמה ביניהם. כאשר התרחשה התאמה כזו, הגוויל השני נשר מן הצבר ונותר זנב חשוף, שיכול להתרכב עם זנבות אחרים במרק. החוקרים דאגו שיהיו במרק בדיוק רצפי ה-DNA הנכונים במינון הנכון, כדי שכאשר ייזרקו הרמזים פנימה, המערכת תוכל "לפתור את החידה", או "להודיע" שאינה יכולה לפתור אותה. המענה ניתן בצורה של אותו סימון כימי צבעוני על גבי המולקולות, שהסדר שלהן נקבע לפי סידור מחדש של ה-DNA במרק. "איתור דפוסים על בסיס מידע קודם - זו תכונה ייחודית של המוח", אמר החוקר יהושוע (שוקי) ברוק, אחד ממובילי המחקר.

רב הנסתר על הגלוי

החוקרים מאמינים כי ההתעסקות במערכות מסוג זה עשויה להניב בשלב כלשהו רמזים להתפתחות של חיים תבוניים על פני כדור הארץ. "גם לפני שהתפתח המוח, אורגניזמים חד-תאיים עיבדו מידע, החליטו והגיבו לסביבתם", אומרת קיאן. נראה כי הבסיס להתנהגויות הללו היה מערכת של מולקולות שריחפה בתוך התא. "ייתכן כי המוח המורכב ומערכת קבלת ההחלטות התאית הפשוטה, חולקים כמה עקרונות חישוביים משותפים, שפועלים פשוט על פני סט אחר של יחידות עיבוד", אומרת מובילת המחקר.

מחקר זה הוא צעד חשוב בדרך למחשבים הביולוגיים. המוח האנושי עוקף את יכולות החישוב של השבבים המתוחכמים ביותר, בכמה-וכמה סדרי גודל. הרעיון המוביל את המחקר בתחום הזה הוא כי מערכות ביולוגיות יכולות לבצע חישובים רבים בעת ובעונה אחת, לעומת מערכות אלקטרוניות שבדרך כלל מחשבות בטור.

עדיין רב הנסתר על הגלוי בדרך למערכת כזו. מצד אחד, יש להבין כיצד מולקולות שונות מתקשרות זו עם זו. מצד שני, יש להבין מהי החוקיות של החישובים הנעשים כיום על ידי המערכות הביולוגיות. המערכת הנוכחית פשוטה בסדרי גודל רבים לעומת המוח האנושי. היא גם איטית ביותר - נדרשו שמונה שעות כדי להשיב לכל חידה. ואולם זו הוכחת היתכנות לכך שמערכות אינטליגנציה מלאכותית עם בסיס ביולוגי אכן יכולות להתקיים.