رمزگذاری ۱۱ مگابایت داده در ۲۵۰ هزار توالی دی‌ان‌ای

دانشمندان موفق شدند ۱۱.۲۸ مگابایت داده از ام‌آرآی مغز را در ۲۵۰ هزار توالی دی‌ان‌ای رمزگذاری کنند. آنها می‌گویند دی‌ان‌ای می‌تواند کاندیدای ایده‌آلی برای ذخیره داده‌های ام‌آرآی باشد.
به گزارش ایسنا، اسکن‌های ام‌آرآی(MRI) از مغز، بینش‌های ارزشمندی را در مورد بدن ما ارائه می‌دهند. با این حال، حجم عظیم داده‌های تولید شده مانع بزرگی برای ذخیره‌سازی طولانی مدت آنهاست.
اکنون محققان دانشگاه تیانجین چین یک راه حل نوآورانه توسعه داده‌اند که ذخیره داده‌های ام‌آرآی مغز در دی‌ان‌ای است.
در سال‌های اخیر، دی‌ان‌ای به عنوان وسیله‌ای برای حفظ اطلاعات دیجیتال برای نسل‌های آینده مورد توجه قرار گرفته است.
این تیم می‌گوید دی‌ان‌ای که به پایداری و چگالی مناسب شناخته می‌شود، می‌تواند کاندیدای ایده‌آلی برای ذخیره داده‌های ام‌آرآی باشد.
محققان می‌گویند: حفظ طولانی مدت حجم زیادی از داده‌ها که به ندرت به آنها دسترسی پیدا می‌کنید، چالش‌هایی را برای ذخیره‌سازی ایجاد می‌کند و دی‌ان‌ای به دلیل پایداری فیزیکی ذاتی و چگالی ذخیره‌سازی قابل توجه، راه‌حلی امیدوارکننده در نظر گرفته می‌شود.
ذخیره داده‌ها در بسته‌های دی‌ان‌ای
اسکن‌های ام‌آرآی مغز در پزشکی ضروری هستند و به عنوان ابزاری حیاتی برای تشخیص بیماری‌ها، برنامه‌ریزی روش‌های جراحی و ارزیابی نتایج درمان عمل می‌کنند.
ذخیره‌سازی طولانی مدت داده‌ها به ویژه برای بیماری‌هایی مانند پارکینسون، صرع و اختلالات ژنتیکی و عصبی مهم است. این شرایط اغلب نیاز به نظارت مادام‌العمر دارد که نیاز به انباشت و تجزیه و تحلیل حجم وسیعی از داده‌ها دارد.
روش‌های ذخیره‌سازی سنتی مانند دیسک‌های سخت و فضای ذخیره‌سازی ابری، برای برآورده کردن نیازهای ذخیره و مدیریت چنین مجموعه داده‌های بزرگی در دوره‌های طولانی تلاش می‌کنند.
مفهوم رمزگذاری داده‌های دیجیتال در الگوهای پایگاه‌های دی‌ان‌ای چندین دهه است که مورد بررسی قرار گرفته است. اطلاعات دیجیتال در الگوهای آدنین‌ها، تیمین‌ها، سیتوزین‌ها و گوانین‌ها در دی‌ان‌ای مصنوعی ذخیره می‌شوند.
طبق گزارش‌ها، این رویکرد جایگزین فشرده‌تر و بادوام‌تری برای کد باینری مورد استفاده در محاسبات معمولی ارائه می‌دهد.
اکنون محققان چینی یک «طرح کدگذاری» جدید به نام «پالت دی‌ان‌ای» معرفی کرده‌اند که به طور خاص برای رسیدگی به ویژگی‌های منحصر به فرد داده‌های ام‌آرآی طراحی شده است.
این طرح امکان رمزگذاری و رمزگشایی موفقیت آمیز داده‌های ام‌آرآی را فراهم می‌کند و اجازه می‌دهد تا آنها را به فرمت دی‌ان‌ای تبدیل کنند. این امر عملکرد و کارایی مطلوب را در ذخیره و بازیابی اطلاعات ام‌آرآی تضمین می‌کند.
در بیانیه دانشگاه تیانجین توضیح داده شده است: این روش جدید، رمزگذاری موفقیت‌آمیز داده‌های ام‌آرآی مغز را در دی‌ان‌ای و به دنبال آن رمزگشایی بدون تلفات و بازسازی سه‌بعدی داده‌های تصویربرداری را امکان‌پذیر می‌کند و راه را برای فناوری‌های پیشرفته ذخیره‌سازی داده‌های پزشکی هموار می‌کند.
داده های وسیع ذخیره شده در توالی‌های دی‌ان‌ای
جالب اینجاست که این تیم با موفقیت ۱۱.۲۸ مگابایت داده ام‌آرآی مغز را در حدود ۲۵۰ هزار توالی دی‌ان ای رمزگذاری کرد.
الیگوهای کدگذاری شده(تک رشته‌های کوتاه دی‌ان‌ای مصنوعی) که توالی‌های دی‌ان‌ای حاوی داده‌های ام‌آرآی هستند، ذخیره می‌شوند. الیگوها(oligos) تنها ۳ میکروگرم وزن دارند و این یعنی می‌توان حجم زیادی از داده‌ها را در یک فضای کوچک ذخیره کرد.
محققان می‌گویند: کد پالت دی‌ان‌ای از ترکیبات نامرتب الیگوها برای نمایش اطلاعات باینری استفاده می‌کند. این مطالعه می‌تواند به رمزگذاری با چگالی اطلاعات خالص بالا و رمزگشایی بدون تلفات با پوشش توالی کم دست یابد.
طبق بیانیه مطبوعاتی محققان، این پیشرفت پتانسیل دی‌ان‌ای را به عنوان یک راه حل ذخیره سازی بادوام، کارآمد و قابل اعتماد برای اطلاعات پزشکی به نمایش می‌گذارد.
این یافته‌ها در مجله National Science Review گزارش شده است.

*