人机结合并非梦想
【阿根廷《民族报》2月9日文章】题:今后10年人体和机器结合将成为一种现实
17世纪,英国思想家、数学家和天体学家西尔·克里斯托弗·雷恩戏言,如果能把啤酒、红酒和鸦片混合起来,制造出一种液体,以代替人类血液,该有多好。
今天看来,雷恩的设想当时虽说是一种戏言,但是从那时起,科学家们就一直在孜孜不倦地研制和生产人体“零件”,以代替受到损坏的器官、肢体或组织。在最近20年中,这种富有创造性的事业已经硕果累累。
据不同研究人员在美国《科学》周刊公布的专题报告中说,如果布莱登·朗纳式的和《终结者》电影中的那种仿生人物今后一段时间继续是好莱坞电影脚本中的幻想人物,那么电子芯片的微型化、人—机之间的交流以及培育组织和组织工程等方面的进步,用不了10年的工夫,就会将这种技术应用到患者身上。
80年代科学家就研究出了新一代仿生材料,能够在移植器官后发挥作用,此后,医药行业引进了玻璃、陶瓷和复合材料,用于牙科和整形技术之中。但是今天已经研制出了一种新的仿生物质,在促进细胞自我修复或治好本身组织的同时,就把疾病治好了。
医学诺言
以下是科学家们许下的几种诺言:
科利奇帝国组织工程研究中心教授拉里·亨奇专门研究生物玻璃。他说,他正在寻找“一种适合于生理环境的活的结构。这是设计制造用于病人和特殊疾病的新一代仿生物质的科学基础。将来,我们只要向人体内植入一定数量的仿生化学物质,就可以使人体组织得到修复”。
亨奇甚至幻想终有一天“在预防性治疗中,通过刺激基因的办法,来维持肌体的健康,使人永葆青春”。
拉特格斯大学教授威廉·克雷柳斯研究成功了一种假手,这种假手可以使人利用现有的神经系统在计算机的帮助下控制5个手指头的活动。
在使用者肌肉运动产生的电子信号的指引下,生物假手可以进行正常活动,可以打字,也可以弹钢琴。
克雷柳斯说:“生物技术可以在某种程度上恢复任何一种已经丧失了的功能。”他还说,如果技术进步按照目前这种水平发展下去的话,那么“人—机之间的交流很快就不再是一种障碍”。
美国洛杉矶加利福尼亚大学杰拉尔德·洛布博士领导的一个小组,研制了一种可在人的皮下植入的一个米粒大小的无线装置,它可以让各种神经和这个生物装置之间进行独立交流。
微型化装置很快就会在计算机领域实现,其中包括在人体的应用。克雷柳斯说:“我们嵌入一个完整电路里的晶体管的数量,每隔18个月就可增加一倍。按照这样的速度发展的话,再过10年,复杂的仿生研究将可以在人的大脑或人体任何组织中实施。”
仿生部件
以下是未来将要出现的人体中的某些仿生部件:
人造心脏:这是进行试验最多的人体器官之一。现在已经有了几种样板,其中包括由多明戈·廖塔博士设计的阿根廷人造心脏。
人们给未来设想一种小型磁悬泵,其动力由皮下能源供应。
代用血液:尽管输血是一种正常的办法,而且安全系数十分高,但是也可以想像生产一种人造血液。消毒是十分容易的,不需要使之具有兼容性,而且有些宗教群体拒绝接受其他种族的血液。
尽管目前还有一些问题有待解决,但是迄今已在临床上至少试用了3种血红蛋白制品。
肝脏工程:一般情况下,肝脏严重受伤后是可以修复的。但是当肝脏纤维化或肝硬化后,就没有能力使它再生了。
由于缺乏可供移植的肝脏,才促使人们研究设计可临时替代的仿生肝脏。在这种装置中,患者体内的液体通过一个生物反应堆在体外循环,这个生物反应堆中有肝脏细胞和血管。
组织工程:利用这种工程可以重建、保持和改善各种人体组织和器官。预计未来受到控制的人体组织将会减少替代器官的必要性。
目前只有5种人造组织已经被FDA机构批准,与此同时,有70多家公司每年投入6亿多美元研制新的产品。
神经通路:现在那些患有深度耳聋的人可以通过植入一个耳蜗来恢复听力。但是在将来,那些缺少一根完整听力神经的患者,将可以接受与大脑直接连通的一种植入装置得到治疗。
目前还正在研制一种直接与视网膜接通的电动装置,用于恢复视力功能。
此外,目前还在研究几种修复脊髓的办法,其前景乐观。
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