Bioinformatika és bioszámítógépek

Az emberi agy, mint komplex élő rendszer és rendszer-hálózat kiváló modellezési lehetőséget nyújt a szuper- és a kvantumszámítógépek megalkotásához is. A biológia, az információelmélet és kibernetika közös határterülete új tudományágat szült, ez pedig a bioinformatika és a bioszámítógépek.

Ismét egy magyar kutató

Forgatom Szentesi István, a Bioinformatika és bioszámítógépek (kísérlet félúton) című mintegy 1000 oldalas könyvét, amit tiszteletpéldányként kapott a jox.hu szerkesztősége a szerzőtől. Szentesi igen mozgalmas tudományos életpályát tudhat maga mögött: humángenetikusként 14 évet dolgozott az Országos Közegészségügyi Intézet Humángenetikai Laboratóriumában, illetve az Intézet Humán Mutagenezis Csoportjának volt a vezetője. A világon elsőként igazolta statisztikailag is releváns mintán a vinilklorid (a PVC monomerje) humán kromoszóma-károsító hatását 1976-ban. Szentesi István egyik alapítója volt az 1987-ben magyar kezdeményezéssel létrehozott International Society of Molecular Electronics and Biocomputers (ISMEBC) tudományos szervezetnek.

Új tudományos metaelmélet

Mintegy másfél évtizedes tudományos vívódás eredményeként Szentesiben megfogalmazódott a bioinformatika elméletre és bioszámítógép elvre alapozható új tudományos diszciplina gondolata.

"Az emberiség írott (és gyanítható: igaz ez az íratlanra is) történelmét kezdettől fogva végigkíséri egyfajta versengés, amit szimbolikusan a "kard és pajzs" vetélkedésének nevezhetnénk. A megfogalmazásbeli sorrend szándékolt: a mindenkori "kardok" elleni védekezésül jöttek létre korról-korra az éppen aktuális védelmet biztosító "pajzsok". (Hogy azután kezdődjék minden elölről: az adott pajzsok kiiktatására alkalmas újabb és újabb kardok nemzedékeinek garmadáját híva létre. Így működik ez az ördögi mókuskerék az idők kezdete óta.)

Metaforánknál maradva: az első "globális" kard létrejöttének éve (mint tudjuk) 1945: történt pedig ez a nukleáris fenyegetettség képében. Veszélyei nagyságát "kétélű" volta (de így talán pontosabb: Janus arca) miatt próbálták tompítani: az atom- és hidrogénbombák mellett ugyanis itt vannak velünk a maghasadás energiáját békés célokra felszabadító atomerőművek is. Ám ez egy dolgon mit sem változtatott: bolygónkon a "globalitás" (ráadásul: veszély formájában) elsőként atombombaként öltött testet.

Amikor az 1970-es évek közepén a biológia tudománya először szembesült a maga kard és pajzs problémájával (a DNS rekombináns technikák alkalmazásának lehetővé válásával): okulni kívánt a fizika példáján - s moratóriumra tett kísérletet. Ám a szirénhangok (mint eddig mindig a történelem folyamán) erősebbnek bizonyultak: a génsebészet áldásai (pl. Humán Genom Program) mellett ezért beszélhetünk ma már a génsebészet veszélyeiről is (pl. Humán Genom Program) ...ugyancsak globális méretekben.

Előbbi két példában (a fizika és a biológia esetében) a potenciális veszélyek globális jellege nem kizárólag önmagában jelentkezik (vagyis: egy totális nukleáris háború rémképeként - vagy egész fajunkat a Föld színéről eltüntetni képes bio-terrorizmus víziójában). Mert ezek (szerencsére - egyelőre még - nem következtek be, s remélhetőleg soha nem is fognak). Ami rizikó azonban már (sajnos) nem fikció, hanem valós globális jelenléttel bíró tényleges és soha többé (?) palackjába vissza nem űzhető dzsinn: az az emberek (mindannyiunk) tudatába mélyen beléivódott állandó veszélyeztetettség érzése s az ennek következtében emlékeinkben ma már lassan csak elérhetetlen álomként élő egykori, ettől mentes világ hiú ábrándja.

Ráadásul most, az ezredfordulón újabb, még ennél is ijesztőbbnek tűnő dilemma előtt állunk: utóbbinak kényszerítően paradigma-váltó jellege úgy fogalmazható meg, hogy a problémák globális méreteit azoknak egy még ennél is magasabb dimenziója - immáron univerzális (sőt: nem kizárhatóan "multiverzális") kiterjedése az, ami meghatározni látszik.

Mire gondolunk itt elsősorban? A globális szülők (a fizika és biológia) univerzális gyermekeinek (a "koraszülött" bioinformatikának és az éppen születés előtt álló kvantumszámítógépeknek) - a szellemei ajtónk előtt toporognak s már halljuk dübörgésüket. Képzeletünk lassan az unoka gondolatával is meg kell barátkozzon: s ez a multiverzális dimenziók kvantuminformatikával operáló számítógépeinek a világa.

A bioinformatika "koraszülött" változatait a különféle genom-programok sikere hívta életre. A kvantumszámítógépek fabrikálásán (többek között) a kriptográfusok szorgoskodnak. (Az újmódi univerzális kardok "fenyegetése" tehát már folyamatban van...) A kérdés az: miként és mikor lesznek bevethetők? A válasz már nem sokáig várat magára.

Már globális problémáinkkal is egyre kevésbé megbirkózni képes világunkban (ahol mind nyilvánvalóbban a legnagyobb gond az, hogy: kevés az idő) ezen univerzális és multiverzális irányokból közelítő ismeretlenre logikusan jelentkező válasz-reakcióként fogható fel az a paradigma-váltó hangulat, mely egyben az egyetlen remény forrása is lehet... s elhozhatja az új bioinformatikának és az "élő kvantumszámítógépeknek" (a bioszámítógépeknek) a távolban már feltűnni látszó, és remélhetőleg katarzist hozó lehetőségeit. (S ezzel az emberiség talán ismét a már végérvényesen megszűntnek hitt, állandó veszélyektől mentes - de egy új világ küszöbére érkezhet... )

Szentesi István "Bioinformatika és bioszámítógépek (kísérlet félúton)" c. műve ebbe a veszélyekkel teli, de egyben egzotikus világba visz el bennünket: s ha elég bátorságot érzünk magunkban "alászállni a mélybe" - biztosak lehetünk benne, hogy nem bánjuk meg a végén. De az átváltozások sorozatán se lepődjünk meg közben, ...melyek során a bioinformatika, az emberi tudat, a bioszámítógépek és az emberi társadalmak égető gondjai merőben új megvilágításban tűnnek fel majd előttünk" - áll a könyv kiadója, a Stratégiakutató Intézet sajtóközleményében.

Bioszámítógépek

Szentesi könyvében olvasható, hogy "a biológiából a neurobiológia és a magatartástudományok, valamint az evolúciókutatás vetett fel olyan problémákat, amelyeket a biológia saját eszközeivel nem képes megoldani - viszont ugyancsak a biológia oldaláról a genetika (mindenekelőtt a Humán Genom Program) kezd szolgáltatni olyan átfogó, többé-kevésbé jól rendezett adatbázisokat, melyek a másik oldalnak adják fel a leckét. A születőben lévő új tudományterületnek még nincs neve, fogalmai, megközelítési módszerei még nem alakultak véglegesen - s a hozzáértők szűkebb körébe sorolhatók még egymást sem értik meg mindig. Mint tudjuk, ezt a "nevenincs" tudományterületet nevezzük mi egyenlőre bioinformatikának.



Más irányból megközelítve: azt már közelítőleg tudjuk, hogy az emberi agy nagyságrendileg kb. százmiliárdnyi-billiónyi sejtből épül fel. E sejtek mindegyikéből "kifelé mutat" egyetlen kimenet (az un. axon) - míg a bemenetek (dendritek) száma sejtenként ezres nagyságrendben van. E bemenetek a szinapszisnak nevezett érintkezési pontokon csatolódnak a többi neuron kimenetéhez. Maga az agysejt egy nemlineáris rendszer - amely a bemeneteket erő aktiváló jelek függvényében miliszekundum nagyságrendű idő alatt telítődő kimeneti jelet produkál. (Az adott sejt egyes bemenetei saját kimeneteihez is lehetnek csatolva.)

Összehasonlítva az emberi agyat a ma működő számítógépek felépítésével, megállapítható, hogy amíg az ingerületek terjedési sebessége durván hat nagyságrenddel lassúbb, mint a számítógépekben - addig a neuronok csatolódásai és komplexitása legalább ezerszer bonyolultabb, mint a számítógépelemeké.

Korunk elektronikai iparának fejlődésében több meghatározó tendencia érvényesülése figyelhető meg. Ezek egyike a hagyományos hardver elemek teljesítményének rohamos növekedése a technológiai rétegvastagság fokozatos csökkenésének következményeként. (Az un. nagybonyolultságú utasításkészlettel bíró, drága "CISC" (Complex Instruction Set Computer) és a minimális utasításkészletű, de nagyon nagy sebességű, viszonylag olcsó "RISC" (Reduced Instruction Set Computer) processzorok (lásd a Silicon Graphics gépeket - szerk) ugyanezen irányzat eltérő felhasználásra specializált változatai.

A másik jellemző tendencia, hogy a felhasználói igények növekedése gyorsabb annál, mint amit a processzorok teljesítménynövekedése önmagában kielégíteni képes.

A megoldás keresésének egyik iránya a szoftver algoritmusának hardver elemekbe való beépítése, amelyek lényege a feldolgozási idő jelentős csökkenése: az egész feladatot nem egyetlen processzor egység felhasználásával oldjuk meg úgy, hogy időben valamilyen program (iteráció vagy rekurzió) végrehajtására alkalmazzuk, hanem egyszerre több processzor egység működtetésével mintegy időt transzformálunk át "hardverbe". (Ez utóbbi megoldás egy lehetséges megvalósítását képezik az un. Mesterséges neurális hálózatok, amelyek felépítésükben többé-kevésbé az élőlények agysejtjeinek kapcsolódásait igyekeznek "utánozni".)

Az eddig használt "utánzatok" lényegében háromféle csoportba sorolhatók: (1) a többrétegű, visszacsatolás nélküli hálózatok, (2) a Hopfield-elrendezést követő időiteratív hálózatok és (3) a celluláris ideghálózatok kategóriája. Az egyes szerkezetek lehetséges alkalmazási körét világszerte nagy erőkkel kutatják, a képfeldolgozástól a gép beszéd szintetizálásán át a robotok irányításáig, optimumproblémák megoldásától asszociatív memóriák készítéséig (s számos területen értek már el jelentős sikereket - gondoljunk itt csak Roska Tamás és csoportja eredményeire)."

Szentesi István könyve várhatóan igen jelentős visszhangot válthat ki, mivel a szerző alaposan körüljárja a bioinformatika interdriszcipinális, kialakulófélben lévő tudományágát, illetve egyben komoly esélyekkel pályázhat egyetemi tananyagként a kétkötetes mű. A szerző könyvbemutatóján bejelentette, hogy következő könyve már a bioinformatika gyakorlati alkalmazását is be kívánja mutatni...

Hozzászólások IgfbCumpwErKxfx - 2012. január 19. 05:03 - válasz erre Cool! That's a clever way of lokiong at it! mhSPcIwYjkCHtqtA - 2012. január 20. 08:48 - válasz erre oEftKh <a href="http://bhvogwzujvgo.com/">bhvogwzujvgo</a> MGyKIbgHZHrAog - 2012. január 20. 14:45 - válasz erre gXabna , [url=http://hrctpsmkonio.com/]hrctpsmkonio[/url], [link=http://ubcfkzzyejhr.com/]ubcfkzzyejhr[/link], http://rkcwumpwpqpm.com/ cZyjDrMceKvWPNQmOBA - 2012. január 21. 10:56 - válasz erre LxGNWW <a href="http://xlzvswcaehpm.com/">xlzvswcaehpm</a> PmBiDDuYsArmBt - 2012. január 23. 10:42 - válasz erre x0Zq8T , [url=http://aoygajxsbrfy.com/]aoygajxsbrfy[/url], [link=http://vouipngdtvog.com/]vouipngdtvog[/link], http://gxlkgitibsvh.com/ Új hozzászólás írása Tölts ki minden mezőt! E-mail címed nem jelenik meg az oldalon és nem adjuk ki harmadik fél számára. A webcímek automatikusan linkké konvertálódnak! Név: E-mail cím: Hozzászólás: 5 + 4 =   (Írd be a két szám összegét, hogy biztosan tudjuk, nem robot vagy!)   Hozzászólás elküldése A vélhetően nem valós e-mail címmel érkező hozzászólásokat előfordulhat, hogy töröljük. Egyes felhasználóknak saját képük is van a nevük előtt, ők Gravatart használnak. Ha nem tudod mi ez, de te is szeretnél, itt olvashatsz róla.