Του Γιάννη Παλιούρη
Αν οι άνθρωποι είμαστε αυτά που έχουμε ζήσει και θυμόμαστε, τότε τι είναι ένα τσιπ που μιμείται τον εγκέφαλο για να δημιουργεί μνήμη; Ερώτημα που δύσκολα μπορεί να απαντηθεί αφού ακουμπά περισσότερο στο πεδίο της φιλοσοφίας παρά της τεχνολογίας. Ερώτημα, όμως, που χρήζει διερεύνησης, καθώς ερευνητές του πανεπιστημίου RMIT στη Μελβούρνη, μιμούμενοι τον ανθρώπινο εγκέφαλο, δημιούργησαν ένα ηλεκτρονικό τσιπ που χρησιμοποιεί το φως για να δημιουργεί και να τροποποιεί αναμνήσεις, με τη μορφή πληροφορίας.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα αναδυόμενο εργαλείο της βιοτεχνολογίας - την οπτογενετική - για να αναπτύξουν μια συσκευή που αναπαράγει τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος αποθηκεύει και «χάνει» πληροφορίες. Η οπτογενετική επιτρέπει στους επιστήμονες να βυθίζονται στο ηλεκτρικό σύστημα του σώματος με απίστευτη ακρίβεια, χρησιμοποιώντας φως για να χειραγωγήσουν τους νευρώνες ώστε να μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να απενεργοποιηθούν.
Το νέο τσιπ βασίζεται σε ένα εξαιρετικά λεπτό υλικό που αλλάζει ηλεκτρική αντίσταση όταν βομβαρδίζεται από φως σε διαφορετικά μήκη κύματος. Δηλαδή όπως ακριβώς λειτουργούν οι νευρώνες για να αποθηκεύουν και να διαγράφουν πληροφορίες στον εγκέφαλο. Ας δούμε, όμως, λίγο πιο αναλυτικά τι ακριβώς συμβαίνει κατά τη διάρκεια αυτής της θεμελιώδους βιολογικής διαδικασίας.
Οι νευρωνικές συνάψεις στον εγκέφαλο πυροδοτούνται μέσω ηλεκτρικών ώσεων. Συγκεκριμένα, όταν μικροσκοπικές αιχμές ενέργειας φθάνουν σε ένα ορισμένο όριο τάσης, οι νευρώνες δεσμεύονται μεταξύ τους. Η δημιουργία μιας ανάμνησης – ή διαφορετικά η αποθήκευση μιας πληροφορίας - μόλις έχει λάβει χώρα.
Στο τσιπ, το φως χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ρεύματος. Η εναλλαγή μεταξύ χρωμάτων αναγκάζει το ρεύμα να αλλάζει πολικότητα, δημιουργώντας έναν διακόπτη, αντίστοιχο με τη σύνδεση και τη ρήξη των βιολογικών νευρώνων. Η ενεργοποίηση του διακόπτη αποθηκεύει πληροφορία – δημιουργεί μια «μνήμη» - ενώ η απενεργοποίησή του διαγράφει πληροφορία – φέρνει τη λήθη. Έτσι η πληροφορία «ρέει» μέσω του τσιπ με τρόπο ανάλογο με αυτόν που κινούνται μέσω των εγκεφαλικών συνάψεων οι μνήμες.
Η αξιοποίηση και αντιγραφή βιολογικών διεργασιών στην πληροφορική έρχεται συνεχώς στο προσκήνιο, καθώς οι ανάγκες για μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ αλλά και αποθηκευτικό χώρο καθίστανται επείγουσες και πιεστικές. Είναι ενδεικτικό ότι πρόσφατα η Catalog, μια εταιρεία spin-off από το ΜΙΤ, κατόρθωσε να εγγράψει και στη συνέχεια να αποκωδικοποιήσει ψηφιακή πληροφορία μέσα σε σταγόνα νερού, στην οποία έπλεαν τεχνητά μόρια DNA.
Πόσο κοντά είμαστε στη εποχή που βιολογία και τεχνολογία θα «ενωθούν» εις σάρκα μίαν; Σίγουρα δεν είναι κάτι που θα συμβεί αύριο. Ίσως να μη συμβεί και ποτέ. Ωστόσο, η σύγκλιση διαφορετικών επιστημονικών τομέων είναι πλέον πραγματικότητα και δημιουργεί σημαντικές υποσχέσεις για το μέλλον.
