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我们有多少器官可以人造?

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-06 13:58  来源:药品资讯网  浏览次数:11

人类与机器的卓越“融合”证明,我们最终可掌握创造仿生人的技术。上世纪70年代的美国超级英雄电视剧《无敌金刚》中,李·梅杰斯主演的史蒂夫·奥斯丁可以利用仿生技术重建自己的身体,使自己“更好、更强、更快”。如今,在现实中,取代受损人体组织、脏器等的人工器官技术已被用于提高患者生活质量,甚至挽救患者生命。

究竟有多少器官可以人造?多少肢体可以像零件一样更换?英国《每日电讯》报日前载文,揭示了科学家们从头到脚地打造真实“仿生人”的秘密。

大脑

迄今为止的研究结果显示,大脑是最重要和最复杂的人体器官,它控制着呼吸等人体各种活动,使人们能够感知世界,储存记忆,并形成独特的个性。意外事故或中风之类的疾病会导致大脑灾难性损伤,比如瘫痪和失忆等。但一些科学家认为,可以找到一种修复大脑损伤的方法——使用“义脑”(假体大脑)。

美国南加州大学的西奥多·伯杰博士一直在研究能植入大脑以恢复记忆功能的一种装置,该装置将模拟大脑海马区域发生的复杂神经活动,而这些神经活动正是新记忆形成的“功臣”。该装置包括一个可以解码记忆,并将记忆储存于大脑其他区域的微型智能芯片。目前该芯片已完成实验鼠大脑组织测试,研究人员正计划展开动物活体实验。他们希望找到一种全新的途径,以帮助中风、车祸或老年痴呆症导致海马区域受损,进而出现记忆问题的患者恢复记忆功能。

眼睛

黄斑变性和视网膜色素变性是两种最常见的致盲眼病,仅在英国就有病例约100万。本月初,德国医生利用高科技手段让3名失明患者重见光明——患者眼球后被植入了一种类似数码相机中使用的带有多个电子传感器的芯片,当光线照射到传感器时,传感器产生的电脉冲就会进入眼球后部的视觉神经和大脑中。据报道,这些患者视力恢复程度足以区分水果和刀叉餐具等物体,甚至可以阅读出自己的名字。

46岁的芬兰财务顾问米卡·泰尔霍就是首批在临床实验中,接受移植手术的患者之一。移植手术给他的生活带来了翻天覆地的变化,他已经走出了完全失明的黑暗世界,能识别出物体的模糊黑白轮廓,并能读出时间。

“刚植入芯片后,我看到一些模糊的东西,我的视力仿佛是长期没有活动的肌肉一般,需要训练才得以恢复。我慢慢习惯辨认物体,后来看到人影,并可以识别出个头高矮。虽然暂时看不清人脸,但这样已经使我更能自理,过上正常人的生活了。”泰尔霍说。

新研究负责人、德国图宾根大学教授埃伯哈特·茨伦纳已经通过更换电源的方法改善患者观看物体的细节情况。目前芯片充电仍需通过一根穿过皮肤的电磁导线输入外部电源。茨伦纳希望植入芯片能具有智能化图像处理能力,以提高图像对比度和粒度。

目前一项更大规模的临床实验正在策划之中。虽然大部分研究的目标都是帮助失明患者,但并不意味着这种技术是座“独木桥”,一些科学家也希望借此改善健康(http://www.chemdrug.com/article/7/)人群的视力,甚至用带有显微电路的人工透镜生产可佩戴显示装置,向佩戴者衍射地图、电脑显示等内容。

耳朵

仿生耳的出现迄今已有40多年,成千上万的患者已经大受其益。人工耳蜗将声音转化成电脉冲信号并传向大脑,从而让佩戴者可以“听见”声音。遗憾的是,人工耳蜗无法调整到某一种具体的声音,因此在嘈杂环境中,患者会觉得听人说话很费劲,听音乐时也难以享受旋律的美妙。然而,澳大利亚拉筹伯大学科学家通过对耳朵向大脑传输信息方式的研究,已经研制出一种更接近于人耳的新型装置。

心脏

人工心脏其实就是一个微型血泵,植入患者体内后,可发挥“临时心脏”的作用,使患者身体各部的器官在等待心脏移植手术期间,不至于缺少血液流动而受损。不过就在上个月,意大利医生首次给一名15岁男孩植入了一颗永久性人工心脏。人工心脏开发商法国Carmat公司(http://www.chemdrug.com/company/),已经研发出一个能完全取代心脏的人工心脏雏形。其工作原理与自然心脏相同:利用液压泵将血液推动至全身。血液先被吸进心腔内,再被挤压到动脉血管,流向全身。

手臂

今年7月,13岁的伦敦男孩帕特里克·凯恩安装了一只由英国科技公司“触摸仿生公司”生产的假体上肢,i-Limb脉冲手。对于在9个月大时就因脑膜炎而失去左手的帕特里克来说,这种革命性的脉冲手意味着他甚至可以用新手指夹起葡萄。他说:“这只手与众不同,它可以帮助做一些很精细的事情。现在我可以用双手打开瓶盖、握住叉子,甚至还可以系鞋带。”

帕特里克的假体上肢的工作原理是:通过两个电极与上臂皮肤相连,当他绷紧一块肌肉,电极下的神经所产生的微小电脉冲就会使手部握紧;绷紧另一块肌肉时,则使手掌打开。

研究人员目前正在研究使患者拥有更大控制权的假肢。只要能深入了解人体神经网络控制四肢运动的原理,研究人员就可以设法让机械(http://www.chemdrug.com/sell/22/)手臂像真人手臂那样控制自如。当人们想移动手臂时,其大脑会产生微弱的信号,通过电极捕捉到这些信号后,机械手臂就可以模拟相应的动作。

肌肉

为了给遭遇严重运动伤或在事故中失去肌肉的患者提供更好的治疗,一些研究人员试图替换单独的肌肉组织,而非整只胳膊或整条腿。他们正利用可对电流作出舒张和收缩反应的高分子凝胶,研制人造肌肉。这些肌肉可以替换心脏瓣膜和括约肌,最终还将替换更大的肌肉组织。

美国航空航天局喷气推进实验室的科学家,目前正致力于开发一种由人工肌肉提供力量的人工手臂,这种仿生人工肌肉由新型智能材料电活性聚合物制造而成,其力量之大,完全有把握赢得扳手腕比赛。美国德克萨斯大学科学家已研制出力量超过人体肌肉100倍的人工肌肉,其内部使用的是一种“加热时弯曲,冷却时恢复原状”的弹性金属丝。

英国圣安德鲁斯大学的理查德·贝克博士也在从事高分子凝胶研究,他希望将来研制成功的新材料,能对人体内发出的某只藕抛鞒鍪嬲藕褪账醴从Α?/P>

肌腱

英国曼彻斯特大学的研究人员正在研制人造肌腱,以帮助肌腱受损严重的患者。该人造肌腱使用的精细纺织塑料纤维,作用与人体自然肌腱组织十分相像,可以植入患者体内,恢复患者运动能力。

曼彻斯特大学材料学院的桑德拉·道尼斯教授表示,这种人造肌腱会促进身体自愈,并逐渐在人体内分解。该研究小组计划展开前期临床实验,希望人造肌腱能在5年内上市。

触觉

即使借助最先进的假肢,安装了机械手臂的患者仍然无法感觉到自己接触的物体。这一点之所以令患者苦不堪言,是因为触觉是人类享受接触刺激和掌握物体力度的重要感官,它甚至帮助我们对所见之人形成一定印象,比如通过握手来判断对方的性格。

意大利科学家已展开一项关于新型人造皮肤的尖端研究,他们认为这种超级人造皮肤能让机器人产生触觉。虽然这一技术的初衷是为机器人服务,但意大利理工学院的研究人员目前正探索新途径,试图将超级人造皮肤的信息送回患者神经细胞中,让患者恢复触觉。

 
 
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