Техника - молодёжи 1990-11, страница 21

в том, что на пути распространения информационного электромагнитного поля помещается голограмма эталонного объекта; если форма объекта близка к эталонной, на выходе устройства возникает световой сигнал, яркость которого указывает на степень соответствия (корреляции) двух этих образов. Оптические корреляторы распознают образы любой сложности практически мгновенно, не раскладывая их на элементы, не выполняя никаких последовательных операций (рис. 1).

Читать со смыслом

Построив иерархическую систе му корреляторов, способных на первом уровне мгновенно распознавать буквы, на втором — слова, на третьем — фразы и т. д., можно получить устройство, читающее текст с любой желаемой скоростью, ограниченной лишь ассортиментом и сложностью образов, накопленных; в процессе обучения. В этом случае чтение «со смыслом», с охватом целого потребует лишь простых операций переключения уровней глубины восприятия, скорость ко-, торых может быть очень высокой.

Какое же отношение имеют все эти рассуждения к проблеме второго языка жизни? Дело в том, что при считывании и реализации наследственной информации никак не обойтись без распознавания образов, а его принципы не зависят от природы материального носителя, должны быть общими и для любого технического устройства и для мозга, и для развивающейся¹ зародышевой клетки.

На основе распознавания образов формируется прежде всего сама двойная спираль ДНК: ее комплементарные (взаимно дополнительные) нити соединяются по всей длине поперечными водородными связями в каждой паре комплементарных нуклеотидов: аде-нин (А)—тимидин (Т) или rya-j нин (Г) —цитозин (Ц), которые всегда «узнают» друг друга (рис. 2). Та же операция лежит и в основе считывания генетического текста, его реализации в виде белковых молекул. Работа белков-ферментов также связана с их способностью узнавать и захватывать лишь строго определенные молекулы-субстраты. На том же принци пе действуют механизмы иммунитета и многие другие. Одним

H_v

н

I

I

о

N -W

iw

N

Н

I

.N ^ N_ч

^ г ' ^хч

^{с ч}н

И

^ м

И

^чО II С

с-н

N

N.

✓ >ч / N ^{N С 44}

I (пи С-н С ^W С /

N

N1

ч

словом, узнавание — совершенно заурядное явление в мире биополимеров, необходимое во всех процессах жизнедеятельности.

Только способность системы к распознаванию образов позволяет ей воспринимать целостный смысл линейного текста, иначе бы никакие описания типа «сделай сам» не достигали цели. Ведь читая подобные описания, мы не воспринимаем слова буквально, а сначала (осознанно или неосознанно) переводим их на язык пространственных образов, накопленных в нашей памяти предшествующим опытом. Значит, если живой организм читает свою «книгу жизни», производит все описанные в ней детали, да еще и собирает их в определенном порядке в сложную и осмысленную конструкцию, то в этом процессе должны участвовать и некие пространственные информационные поля.

Пространственные коды наследственности

Как известно, определенные комбинации из трех нуклеотидов (всего их четыре: А, Г, Т и Ц) в молекулах ДНК кодируют определенные аминокислоты в синтезируемых молекулах белка. Эта информация считывается в несколько стадий. Сначала на нити ДНК, как на матрице, синтезируются молекулы так называемой информационной РНК (иРНК), в которой каждой тройке нуклеотидов ДНК соответствует комплементарная тройка (так называемый кодон). Например, тройке ГАТ должна соответствовать тройка АГЦ. Затем иРНК проходит через особую внутриклеточную органеллу — рибосому.

Одновременно другая разновидность РНК, называемая транспортной (тРНК), поставляет в рибосому аминокислотные звенья для

Рис 2. Простейший пример распознавания образов на молекулярном уровне: в двух соседних спиралях ДНК комплементарные нуклеотиды А—Т и Г —Ц всегда соединяются друг с другом.

синтеза белковой молекулы. Каждая тРНК несет определенную аминокислоту, причем имеет на другом конце тройку нуклеотидов — ту самую, которая кодирует эту аминокислоту в цепи ДНК-Таким образом, эта тройка комплементарна соответствующему кодо-ну и потому называется антико-доном (рис. 3). Благодаря этому транспортные РНК распознают буквы генетического текста на информационных РНК, и в строгом соответствии с ними в рибосоме синтезируется белковая цепь из аминокислотных остатков.

Но дело не ограничивается последовательным наращиванием аминокислотной цепи. По мере тою как молекула белка выползает из рибосомы, она самопроизвольно скручивается, подобно стружке, бегущей из-под токарного резца, только гораздо сложнее. Так, совершенно автоматически, формируется трехмерная структура макромолекулы. Слово, состоящее из букв, свертывается в иероглиф, в пиктограмму. А происходит это потому, что определенные аминокислотные остатки в цепи белка способны «притягиваться» друг к другу — примерно так, как связываются между собой пары нуклеотидов, но только по каким-то своим правилам.

Одна из интересных попыток сформулировать такие правила принадлежит советскому биологу Л. Б. Меклеру и его жене и сотруднику, математику-программисту Р. Г. Идлис. В нашей печати было немало и сенсационных, и скептических сообщений об их работе, содержавших, к сожалению, мало понятных сведений.

Как только что было рассказано,

2*

19