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医疗也疯狂

2015-10-23

发明与创新·中学生 2015年10期
关键词:义肢器官生化

人类文明发展至今,在医疗技术方面虽取得了前所未有的突破,但对于很多疑难杂症,医学专家们仍束手无策。然而科学家们坚信,在未来数十年内,各项医疗水平将进一步提高,许多现在无法解决的问题届时都将迎刃而解。

NO.1生命暂停

生命终结常由一些重大伤害造成,如受到子弹、刀等武器的攻击。统计显示,战场死亡多数是因医疗小组未能在士兵受伤的第一个小时内及时进行治疗造成的。这一个小时被称为黄金小时,对伤者存活至关重要。能否发明一个“暂停键”拯救垂危生命?

美国国防部高级研究计划署和德克萨斯州A&M临床研究学会致力于寻找生命的“暂停键”。他们最初的实验对象是松鼠,目前计划使猪进入冬眠状态,或许未来“僵尸猪”技术将在战场黄金小时里对士兵治疗起到重要作用。

NO.2头部移植

作为全身最特殊的地方,头部移植面临两大挑战:一是因复合的组织而产生免疫系统排斥反应,二是中枢神经系统的连接问题。

人脑与脊髓连接,组成的人体中枢神经系统是整个神经系统的控制中心。不同于人体其他神经,中枢神经一旦被切断,将不会再生长,其功能得不到恢复。因此,成功的手术必须连接好神经系统,否则患者将四肢瘫痪。

这样的手术已在小动物身上取得了成功。2001年,罗伯特·怀特博士将一只猴子的头部移植到另一只猴子的身体上,之后这只猴子竟然存活了下来。

NO.3下载人类意识

一些科学家认为,有朝一日人类能将自己的大脑意识下载到计算机中,实现计算机灵魂。换言之,就是一台计算机能容纳所有的个人信息,它像人工智能一样,能让人的灵魂在计算机中继续生活一千年。

这一概念是科学家伊恩·皮尔逊提出的,他设计了一个计算机模型,声称到2050年便能将个人的所有信息都下载到电脑里。

NO.4器官打印

未来人类器官捐赠将被器官打印技术替代。理论上,器官打印机逐层打印器官组织与打印文稿的老式点阵打印机十分类似。由于细胞来自于患者自身或匹配个体,身体很少出现排异反应。

事实上,人体每种类型的细胞样本都能进行3D打印。当前科学家正在研究简单器官如血管的置换。一旦3D打印血管能替代受损血管,打印更复杂的人体器官甚至是无法修复的器官将更有可以成为现实。最新打印的3D器官能成熟生长,之后用于移植。

NO.5局部大脑移植手术

许多关于大脑组织如何行使功能的细节至今仍是谜团,但现已证实,将正确的组织放在适当的部位,能使大脑神经网络完全修复。

1982年,桃乐茜·克利格博士饲养了两组不同类型的老鼠,一组是完全健康的普通个体,另一组是改变压力环境下的个体,它们缺少黄体生成素释放因子。

克利格博士知道黄体生成素释放因子在大脑组织中的位置,他将产生该释放因子的区域组织成功地植入第二组存在缺陷的老鼠的大脑中。结果发现,移植的大脑部分与老鼠的大脑组织形成连接并自然生长,不仅实现了异体大脑组织连接,且该大脑也开始产生黄体生成素释放因子。

未来的挑战可能是如何成功地绘制大脑结构,知晓应该在哪个大脑区域植入健康组织。

NO.6抗衰老生化酶

伴随科学家对衰老研究的深入,人体衰老已被视为一种疾病:在某种程度上,衰老是可以医治的。人体衰老现象与特殊的抗衰老生化酶有关,如果这些生化酶能被修复,理论上便可消除衰老。

早在2007年,科学家就发现了两种生化酶 sirt3和sirt4,它们定位于线粒体中,有抗衰老的作用。

NO.7大脑-计算机界面

大脑-计算机界面可赋予人新的生命,它与外部机器直接连接在一起,在大脑或神经末梢完成神经学进程。正如科幻电影《黑客帝国》中,主角尼奥的颈部后方被插上超级针头,与机器连接在一起。

简言之,大脑-计算机界面能与当前的神经功能发生交互关系,恢复人的认知能力和功能。如果大脑突触不能正常工作,大脑-计算机界面系统可介入大脑组织,甚至恢复人体运动机能。因此,未来将不存在永久性大脑组织受损。

科学技术逐步提高了人体恢复功能,大脑-计算机交互界面不仅对修复人体受损组织有至关重要的作用,还能增强现有的人体功能。

NO.8 神经义肢技术

神经义肢是指医生利用现代生物电子学技术将人体神经系统与照相机、话筒、马达等装置连接,以嵌入和听从大脑指令的方式替代伤者部分缺失或损毁肢体的人工装置。将来,神经义肢技术不仅能为伤者置换新的肢体,还能作为替换零件赋予人体更多功能。

神经义肢技术不仅对置换受损身体器官至关重要,还可实现与人体正常大脑功能同步反应。简言之,该技术将实现《星球大战》中卢克·天行者的手臂、机械战警的身体或半机械人的神经控制器官。

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