Техника - молодёжи 1989-01, страница 17

Компьютер строят биологи

В последнее время ученые ищут возможность создания биоэлектронной вычислительной техники — сверхбыстродействующих и сверхминиатюрных устройств, использующих биологические материалы или биологические принципы функционирования систем. Журнал уже публиковал материалы на эту тему («ТМ», 1985 г., № 5, 1987 г., № 7), но, учитывая интерес читателей, мы снова возвращаемся к ней.

од у К. был однократный контакт с одним жителем Восточной Африки

В середине июля 1982 года у К. началась лихорадка, сопровождавшаяся головной болью, бессонницей, высыпанием пятнистой сыпи на лице и туловище. Немного позже добавился и понос. Поскольку диагноз был не ясен, больного отправили в Москву. Там его здоровье вроде бы пошло на поправку. Клинически обнаруживался только хронический воспалительный процесс в прямой кишке.

Лечение продолжалось пять месяцев, после чего больной вернулся в родной город Там, начиная с лете 1983 года, у него было 22 половых партнера, которые не имели других гомосексуальных связей. Все партнеры были обследованы н у пяти были обнаружены антитела к вирусу иммунодефицита человека, причем у каждого из этой пятерки (на схеме они обозначены номерами 1—S) были увеличены лимфатические узлы.

Антитела к вирусу нашли и у жены (7) одного из зараженных партнеров (3), у их четырехмесячного ребенка (9), а также у одной из шести обследованных его сексуальных партнерш. Кроме того, по несчастью, он был донором. Сейчас признаки инфицирования обнаружены у пяти из шести реципиентов, которым переливалась его кровь.

Другой серопозитивный (то есть с антителами к вирусу, обнаруженными в плазме крови) партнер К. заразил одну (6) из пяти сексуальных партнерш.

Всего же, по данным расследования, зараженные от К. мужчины имели половые связи с 24 женщинами, из которых была обследована 21 (остальных найти не удалось из-за скудности исходных данных). У трех женщин нашли антителе к вирусу. Одна из них (8) серопозитивная, имела половой контакт с четырьмя мужчинами. Удалось найти двух. Оба пока здоровы.

Кровь этой женщины была перелита больному гемофилией и онкологическому больному. В период обследования (через 11 месяцев после переливания) больной гемофилией был серонегативным (то есть в сыворотке крови у него не содержались антитела к вирусу СПИДа). Онкологического больного обследовать не удалось. К тому времени он умер.

Кровь двух серопозитивных мужчин (1 и 3) использовали в качестве сырья для получения иммуноглобулина. Из плацентарной крови серопозитивной женщины (7) изготовили альбумин и иммуноглобулин. Как полагают, технология получения вышеназванных препаратов обеспечивает инактивацию вируса СПИДа.

Таким образом, общее число зараженных составило 15 человек (вместе с К). Кроме того, у некоторых лиц возможна сероконверсия (то есть появление антител к вирусу в крови) в недалеком будущем.

Григорий ЛЬВОВ,

инженер

Не расползутся ли по углам элементы биокомпьютера, когда хозяина нет в комнате? Если задать такой вопрос специалисту, тот наверняка рассмеется. Ведь биоэлектронные приборы ближайшего будущего — это не искусственное подобие мозга, не живые организмы и даже не простейшие клетки. Это всего лишь устройства, построенные из больших и сложных органических молекул. Судя по всему, внешне они не будут отличаться от привычных микросхем (или, как теперь часто говорят на американский манер, чипов) — тот же маленький кор пус с десятками выводов.

Почему же исследователи обратились к биологическим веществам? Чем плох кремний, на кристаллах которого построена почти вся современная электроника? Увы, хотя возможности полупроводниковых микросхем еще далеко не исчерпаны, уже видны принципиальные ограничения, самой природой поставленные на пути их совершен ствования Вероятно, размер от дельного элемента полупроводниковой микросхемы не удастся сделать меньше 0,0001 мм, а время его переключения — короче 0,000000000001 с. Казалось бы, отличные показатели Сегодня. А вот завтра они могут стать тормозом для развития электроники.

Дальнейший прогресс ЭВМ связывают со схемами, построенными из микроскопических элементов Слово «микроскопические» упот реблено здесь не в переносном, а в прямом смысле. Элементы современных чипов, как бы малы они ни были, с точки зрения физика, остаются макроскопическими тела

ми — каждый состоит из триллионов атомов или молекул. Нужны микросхемы, элементы которых состоят всего из одной или нескольких молекул. Из таких устройств, имеющих ничтожные размеры и высокое быстродействие, и предполагается строить еще более производительную вычислительную технику.

В схемах, работающих, по сути, на квантовом уровне, можно избежать обычных потерь энергии на нагревание и излучение электромагнитных волн. Появляется перспектива реализовать совершенно новые способы обработки информации. Вероятно, именно биомикросхемы станут основой вычислительных систем, обладающих не жесткой машинной логикой, а способностью к ассоциативному мышлению, подобному разуму человека. А главное, ученые рассчитывают на необыкновенную надежность биомикросхем. Это особенно важно. Ведь чем больше элементов в микросхеме, тем выше вероятность отказа системы. В достаточно сложных устройствах сбои неизбежны, и не обойтись без автоматических средств защиты, обеспечивающих контроль за ходом вычислений, отключение и восстановление отказавших блоков, аварийное перераспределение внутренних ресурсов. Поскольку структура полупроводниковых схем раз и навсегда задается при их синтезе, создать для них такие средства защиты очень и очень трудно. Биомикросхемы в принципе обладают большей гибкостью. Скорее всего именно на их основе будут создаваться компьютеры завтрашнего дня — самонастраивающиеся, саморемонтирующиеся и самообучающиеся системы, структура которых меняется в зависимости от решаемой задачи.

15