Scienze - TECNOLOGIA/ Porte (logiche) aperte ai biocomputer - Redazione (Michele Orioli), martedì 1 novembre 2011, http://www.ilsussidiario.net

La natura è maestra insuperabile e alcuni sviluppi dell’hi-tech dipendono dalla capacità di alcuni innovatori di carpire ai fenomeni naturali i loro segreti e di reinterpretarli in chiave tecnologica. Ad esempio, visto il ruolo giocato dalle informazioni nell’evoluzione dei viventi, non è difficile arrivare all’idea di imitare il modo con cui le informazioni vengono scambiate nei vari organismi e trarne un nuovo paradigma per l’hardware e per il software. Ecco allora il progetto per la realizzazione di “porte logiche”, cioè dei componenti principali dei circuiti elettronici, a partire da supporti biologici invece che dai tradizionali semiconduttori.

Un’idea attraente e che registra i primi successi, tanto che qualcuno si spinge un po’ più in là e parla di una nuova fase “biologica” dell’informatica. È molto presto, a nostro avviso, per previsioni del genere e sarà bene che si proceda con i piedi di piombo, considerando tutte le implicazioni che una prospettiva del genere solleva. Per il momento sembra più utile stare ai fatti e cercare di comprendere dove si è effettivamente arrivati, senza balzi in avanti troppo arditi. Alcuni fatti sono quelli riportati recentemente nella rivista Nature Communications dove un team dell’Imperial College di Londra spiega come ha sviluppato porte logiche utilizzando batteri intestinali e acido desossiribonucleico (DNA). Questo ultimo studio si basa su ricerche precedenti che avevano soltanto dimostrato che le porte logiche biologiche potevano essere realizzate, ma ora il team è effettivamente riuscito a costruirle.

Uno degli autori dello studio, il professor Richard Kitney, dice: «Le porte logiche sono gli elementi costitutivi fondamentali dei circuiti in silicio, su cui si basa la nostra intera epoca digitale. Senza di loro, non saremmo in grado di elaborare le informazioni digitali. Ora che abbiamo dimostrato che possiamo replicare queste parti utilizzando batteri e DNA, ci auguriamo che il nostro lavoro possa portare a una nuova generazione di processori biologici, le cui applicazioni di elaborazione delle informazioni potrebbero essere importanti quanto i loro equivalenti elettronici».

Ciò significa che questi ultimi sviluppi scientifici potrebbero portare alla produzione di sensori in grado di nuotare all’interno delle arterie e di individuare l’accumulo di placche nocive al fine di fornire rapidamente farmaci per l’area interessata. Altre applicazioni potrebbero includere sensori che possono rilevare e distruggere le cellule tumorali all’interno del corpo e rilevatori dell’inquinamento che possono essere distribuiti nell’ambiente, individuando e neutralizzando le sostanze pericolose come, ad esempio l’arsenico.

Lo studio mostra come le porte logiche biologiche siano in grado di imitare il modo in cui le porte logiche elettroniche elaborano le informazioni, attivandosi o disattivandosi. Gli scienziati hanno costruito una porta logica di tipo “AND” partendo dagli Escherichia coli (E. Coli), batteri che si trovano normalmente nella parte inferiore dell’intestino. Il team ha alterato l’E. Coli con il DNA modificato e riprogrammato per eseguire lo stesso processo di attivazione e disattivazione, come il suo equivalente elettronico, quando stimolato da sostanze chimiche.

Un’altra caratteristica importante di queste porte logiche biologiche è che sono modulari, il che significa che possono essere montate insieme per formare diversi tipi di porte logiche più complesse, in un modo del tutto simile a quello implementato nei componenti elettronici. I ricercatori hanno creato una porta “NOT” e l’hanno combinato con un “AND” per produrre il più complesso circuito “NAND”.

Il prossimo passo sarà quello di cercare di sviluppare circuiti più complessi, comprendenti molte porte logiche. Una delle sfide tecnologiche da affrontare è infatti quella di trovare il modo per collegare insieme molte porte logiche così come avviene nei circuiti elettronici dedicati a elaborazioni complesse.

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