科技前沿

2014-03-08 06:45
科学之友 2014年17期
关键词:芯片设备

科技前沿

我国将开发“可燃冰”

我国计划于2015年在中国海域实施天然气水合物的钻探工程。天然气水合物因外观像冰且遇火即燃,俗称“可燃冰”,主要分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中。其甲烷含量占80%~99.9%,燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1 000年,因而被各国视为未来石油、天然气的替代能源。这个工程将有力地推动中国“可燃冰”勘探与开发的进程,引发中国能源开发利用的“革命”。

消除艾滋病病毒现曙光

美国费城研究人员首次发现一种方法,通过“削减”细胞,从人体细胞中完全删除艾滋病毒。具体做法是通过一种叫做“Cas9”的DNA剪切酶和叫做向导核糖核酸的目标RNA链,捕获病毒基因组,并移除HIV-1前病毒DNA。这种分子工具有希望作为一种治疗型疫苗,为细胞配备核酸酶- RNA结合体,有效地治疗艾滋病毒。

“最黑”材料 黑到无法看见

英国一家公司生产出了“奇异的、与众不同的”物质,非常之黑,以至于它能吸收几乎所有的可见光,创造了新的世界纪录。这种“超黑”涂层由碳毫微管组成,每个碳毫微管都只有人类头发的一万分之一细。它太黑了,以至于人类的眼睛无法理解看到的东西。

它的实际用途更为严肃,可让天文照相机、望远镜和红外扫描系统运行得更加有效。还会有一些军事用途,不过该物质的生产商英国萨里纳米技术系统公司未被允许讨论这方面的用途。

土卫二极区发现大量间歇喷泉

美国宇航局的卡西尼探测器在土卫二冰层下方发现了多达101处的间歇泉喷口,这意味着土星这颗“冰卫星”上拥有更多的冰水成分,而且地下还有特殊的加热机制,可以将冰层融化。科学家推测土星的潮汐力导致土卫二内部出现了热源,并在表面较薄的位置喷发出来,结果就形成了携带微小冰颗粒物的间歇泉。

美国宇航局首次精确测量外星球

美国宇航局联合开普勒望远镜和斯皮策空间望远镜观测系外行星,选择开普勒- 93b作为系外行星实验室研究超级地球的调查对象。随着观测的深入,科学家终于确定开普勒- 93b的质量为地球质量的3.8倍,这样就可以根据半径和质量计算出该天体的密度,并进一步确定开普勒- 93b可能由铁核心和岩质构成,和地球类似。

科学家迈克尔认为,联合开普勒望远镜和斯皮策空间望远镜的观测可以精确测量系外行星的基本参数,这为系外行星的观测开启了新的途径,可进一步缩小观测上的不确定性。

科学家找到人类的『灵魂开关』

美国科学家穆罕默德·考贝西教授和同事在研究癫痫患者时,意外发现对大脑一个特殊区域进行电脉冲刺激,能够使患者进入重复场景“睡眠状态”。一旦停止对大脑刺激,将使患者脱离植物人状态,同时,患者无法回忆刚才所发生的一切。这一研究发现了人类大脑中的“开关装置”能够帮助昏迷患者恢复意识。

磁悬浮“空中汽车”

以色列将建磁悬浮“空中汽车”,以解决城市拥堵问题。一条长500 m的高架轨道已经在以色列航空工业公司园区投入建设,并向以色列首都特拉维夫延伸。已经在很多领域被应用的磁悬浮技术将再次派上用场,将可容纳两个人的吊舱悬挂在磁道。整个系统由电脑控制,未来可以实现智能手机订票,将为人类提供快速、安全、便捷、经济的新出行方式。“空气汽车”的速度可达70 km/h。如果能够成功实现商用,速度将提升到240 km/h。这项发明将为解决城市拥堵问题提供新思路。

新型陆艇:可翻越3 m高墙

美国海军的新型两栖登陆艇——超重型两栖登陆艇(以下简称UHAC),采用两条履带,由数十个内充空气的泡沫块构成,提供在陆上和海上行驶时所需的推进力。在水面上行驶时,泡沫块履带还可以充当短桨;在陆地上行驶时,UHAC便和坦克一样,可以穿过泥地和沙地等复杂地形,几乎不会留下什么痕迹。

“植入设备”,听上去似乎高大上,其实很常见,比如心脏起搏器、人工耳蜗等。现在,科学家们的目光已开始从这些专注实用性的设备身上向酷炫科技转移,如电子纹身、记忆芯片等。就像整容手术的流行是一个道理:手术出现最初是为了拯救生命,但是伴随文明的发展,已开始转向迎合审美与“面子”。

而如今,当人们还在谈论可穿戴智能设备会是下一个消费热点的时候,城头已变幻大王旗,可植入设备已汹涌来袭。显然,植入大军已与可穿戴设备齐头并进,正成为科技弄潮儿的新宠。

整理|丙宸

当人们还在讨论谷歌眼镜等可穿戴设备时,可植入设备已渐行渐近。皮下植入设备正收集被植入者的体温等基本生物计量数据,并通过蓝牙实时进行数据传输;能恢复失明病患视力的视网膜植入等设备也纷纷揭开神秘面纱……

事实上,可植入设备愈来愈受到诸多研发人员的青睐。不过,可植入设备的价值还远不止于此,不仅在医疗领域,它在提升人类对外部世界感知能力层面也发挥着举重若轻的作用。

可植入设备汹涌来袭

“左撇子”指南针:让你不再迷路

当我们在偏远的森林进行探险时,除非我们失去信号,我们都能用智能手机给自己指路;但现在,随着新一轮可植入设备的兴起,我们也能利用一款嵌入身体内的引导系统,在森林里畅通无阻,在享受户外探险乐趣的同时也不用担心迷路。

电子工程师兼分子生物学黑客布莱恩·麦考伊设计出了首款植入式指南针,他自己也是首名“吃螃蟹者”。这款名为“左撇子”指南针的工作原理是:将一个微型指南针封入一块硅套内,接着套上一个圆形的钛外壳,随后将其植入皮肤下。有一个超薄的细须露在外面,当用户面朝北方时,这一细须会被激活,轻微地刺激皮肤。

内置耳机:温度听得见

明星里奇·李是使用磁铁的先锋。李在自己耳朵里植入的“隐形耳机”,不仅能让他扔掉耳机,也能让他听得更远(至少比正常人要远),成功变身“蝙蝠侠”。

除此之外,李还打算把自己的微型无线系统同超声波测距仪、温度计等相连,从而让其拥有类似于蝙蝠那样“听”距离的能力,不用触摸就能感受到某样东西有多热。李说:“这是第六感。另外,我也能探测到磁场和WiFi信号,这一设备大大拓展了我的感知能力。”

植入耳朵内部的设备也改变了我们的生活。2013年6月份,3岁聋童格雷森·克莱姆普在美国北卡罗来纳州立大学医学院的帮助下,接受了全美首例儿童辅助听觉芯片植入脑干的手术,第一次听见了声音。

射频识别芯片:密码取代者

皮下射频识别(RFID)芯片也已问世一段时间,研制者将其做成相应的“小型胶囊”,并成功打入使用者体内。这种小型胶囊长12 mm,直径为2 mm,采用具有良好生物适应性的SCHOTT 8625玻璃制作而成,基本不会与人体发生生物排斥现象。

这种胶囊内置一种通讯芯片,能把近距离通信和射频识别很好地结合在一起,能使用手机上的近距离通信标准,从而实现解锁、传输名片等作用;与此同时,它也支持ISO14443A协议的射频识别数据传输,可以用于刷门禁、启动汽车等。研究人员表示,这种设备有望取代智能手机和平板电脑的密码。

被称为“RFID男孩”的阿马尔·格拉福斯特拉是最早尝试植入人体射频识别芯片的“吃螃蟹者”。早在2005年,他就将类似的胶囊打入人体内。他说:“最近的科技突破已经让这些芯片拥有了更大的存储能力和其他潜能。有大约880个字节的存储空间,是以前的97倍,因此,以前你只能存储一个名字和一个电话号码,但现在,你能存储更多的内容。”

“电子纹身”:让你身体更健康

美国伊利诺伊大学香槟分校的材料学家约翰·罗杰斯不仅是大学教授,也是生物电子学领域业界先锋MC10公司的联合创始人,MC10公司希望其研制的“电子纹身”不仅能采用不可见的方式“扩展人的能力”,同时也能为我们的健康保驾护航,随时监测心率、血压等关键数据,并实时传递给医生或与智能手机绑定。该公司的下一个目标是对“生物邮票”进行改进,以让其能整合无线通信系统,这将使微型传感器进一步与现有的智能设备连接,引发新一轮的产业创新。

无独有偶,摩托罗拉公司于2013年也发布了一款临时性的电子喉部纹身,其能与智能手机、平板电脑和谷歌眼镜这样的设备进行通讯。而美国南加州大学的研究人员则希望能在未来2年内对一款能恢复大脑损伤病患记忆能力的设备进行测试,该设备的最终目的是治愈阿尔茨海默氏病。

外观功能均在改善 创伤性小更安全

为健康保驾护航

可植入设备若能长足进步,在健康保健领域必将大施拳脚。“为人们健康保驾护航”,是可植入设备发展的策略重点。美国GlySens公司CEO、生物工程学家约瑟夫·卢西萨诺说:“我们希望给病人及其家庭提供一种设备,让他们感觉不到设备的存在,但照样可以得到疾病信息。

目前,可植入设备主要应用于监测心脏病、糖尿病患者以及高血压患者的身体情况,监测其心率、血糖浓度,提醒其按时服药等方面。

大脑植入设备渐成焦点

科学家认为,使用直接插入神经系统的电子设备恢复或补充大脑功能的神经义肢等大脑植入设备,不仅有望提高脑部深层刺激手术治疗的效果,还有助于医生治疗更多种类的脑部病变,同时,还将改变我们感知世界、在世界上活动的方式。

目前有一种已经很常见的植入设备被全世界成千上万的帕金森氏症患者采用,它将电脉冲发送到大脑的合适位置,激活控制运动的一些神经通道。一条细细的电极通过颅骨上的一个小开口插入大脑,并通过一条电线与皮肤下方的电池组相连,其效果是减轻甚至是消除震颤、运动僵硬等突出的帕金森氏症状。

设备精密化 功能多样化

伴随着技术的飞速发展,新时代的可植入设备,在技术设计上更加精密,功能更加多样。其中,整合有微型电路的电子纹身,设备精密,有可能成为未来流行的保健监视设备。

目前,保健监视设备中的翘楚,当属美国伊利诺伊大学香槟分校的材料学家约翰·罗杰斯研制出的“生物邮票”。该设备由超薄电极、电子元件、传感器、无线电源和通信系统所组成,目前可以测量佩戴者的心率、皮肤的温度、紧张度和水化作用的水平。

外观趋于隐形 创伤性更小

在美国和欧洲很多国家,许多医院禁止给人们植入类似的设备。主要原因是技术发展不成熟,人们对生物黑客们不信任,有人认为植入设备会让人不舒服。但是,许多科学家也承认这些生物黑客也是公众接受人工耳蜗和视网膜植入等新兴技术的推动者。而且,这些新兴技术在改善听力和视力受损病人的病情方面,已经取得了巨大的成功。射频植入设备也被证明,在治疗阿尔茨海默氏病方面具有非常大的潜能,而且,其用途还不止于此。

这些转变应该归功于技术进步和发明者们的身体力行,新型植入设备的创伤性更小。

例如,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员研制出了一种结合压电传感器和声音转换芯片的新型假耳,这款设备采用智能手机或特殊设备能在几分钟内为假耳无线充电,使佩戴者在旁人眼中与正常人无异。

可植入设备可否让人体拥有“超能力”

随着可植入设备的技术进展,人们对它的期待已经不仅仅以医学为目的,人们希望通过它提升对于外部世界的感知能力。但事实上,当下医学的要义依然是帮助疾病患者解决问题,而不是为了突破人作为生物体的自然属性。普通受众在面对可植入设备时还需要更为理性的价值判断。

事实上,智能型植入式设备早就被看作是未来重要的医疗技术之一,而受到诸多研发人员的青睐。显然,可植入设备的价值还远不止于此,不仅仅在医疗健康领域,在提升人类对外部世界的感知能力上它也将发挥更大的作用。不过,质疑的声音也伴随着它,这种带有“侵入性”的高科技究竟能走多远、应该走多远?

医疗技术面临新革命

近年来,生物医学工程师一直在研究小型的、可植入的监测设备,从人体关键部位或血液中,以无线方式向体外接收设备发送数据。例如,美国GlySens公司研制了一种植入式新型葡萄糖传感器,可向数百万糖尿病患者提供无线检测系统。这种设备可以持续监测患者的皮下葡萄糖水平,而监测结果可以反映血糖浓度。

生物医学工程师认为,如果内脏器官的无线监测设备与具有柔韧性、形状可变的设备相结合,医生和病人就能实时获得多种疑难病症的信息。尤其是心脏病、糖尿病等慢性病患者,能因此得到更好地监护。

事实上,目前研究人员已经发明了一种轻薄而柔韧的设备,可以像假纹身一样贴在皮肤上或植入皮下组织。摩托罗拉公司研发的“电子纹身”由超薄电极、电子元件、传感器、无线电源和通信系统所组成,可以测量佩戴者的心率、血压、皮肤的温度等关键数据。这些指标都有助于专业人员跟踪佩戴者的健康指标。

尤其让人们激动兴奋的是,能恢复失明病患视力的视网膜植入设备。该设备由一个小的视频摄像机、发射眼镜、影像处理单元(VPU)和植入型视网膜假体(人工视网膜)组成,取代视网膜退化细胞的功能,并改善患者对图像和运动的感知能力。VPU会将视频摄像机的图像转换成电数据无线传输到人工视网膜上。

关键技术还有待突破

尽管可植入设备作为当下最热门的生物工程技术之一,吸引了诸多目光,但作为一名业内的科研工作者,中国医学科学院生物医学工程研究所研究员、生物医学信息检测与处理研究室主任沙洪在接受采访时,所表现出的则是对这项技术谨慎的态度。他表示,可植入设备仍面临关键技术的难题,首先就是供电问题。

自从1958年第一个永久起搏器被植入后,可植入医疗设备的制造商就在不断尝试为其产品提供电能的各种方法。如今,不可充电的锂电池较为普遍地应用在心脏病和神经源性疾病的移植设备中,一般能够提供7~10年的使用时间,已经属于比较“长寿”的了。沙洪认为,除非在生物电池领域获得突破性的进展,否则植入式设备始终无法真正永久、可靠地工作。

不仅如此,他还表示,体内植入式的电极、传感器等对人体而言终究是异物,它们面临被身体组织吸附的风险,一旦被包裹就有可能导致设备功能失效。沙洪举例,金属质地的人工心脏瓣膜植入人体以后,血小板会自然聚集到瓣膜周围,导致人工材料毁坏,患者必须终身抗凝;深部脑刺激电极在植入神经髓鞘后,会慢慢遭到周围结缔组织的“腐蚀”,刺激强度会逐渐减弱,电流要求逐步增加,否则刺激就会无效。

“即便植入式设备可以记录人体的一些生化指标、生理参数,但想要作为疾病诊断、治疗的依据,其可信度如何还不得而知。”沙洪提到,心脏疾病、高血压等并不是单纯依靠几个生理参数就可以简单判断的,疾病的诊断需要一个综合评价系统,包括多项生理参数、家族史等,设备数据分析、处理的智能化程度尚无法替代医生。

当然,他也坦言,自检式的医疗设备的主要作用是提供日常监测和预警,并非要取代医院就诊,但对普通老百姓而言,由于普遍缺乏医学生理学的知识,对于生化指标、生理参数的理解欠缺,也容易出现误读。因此,他认为,这类设备的普及也有赖于全民医学素养的提升。

人类是否真正的需要这种“超能力”

随着可植入设备的技术进展,人们对它的期待已经不仅仅以医学为目的,人们希望通过它提升对于外部世界的感知能力。例如那些科学狂人们尝试过的植入式的指南针、植入式的隐形耳机、植入式的无线射频识别芯片等。也许有一天,人类即便老去也不会耳聋眼花,相反,通过植入传感器,人类能够拥有“千里眼”“顺风耳”,不必触摸也能感知物体的温度。

再如摩托罗拉公司正在研发的电子药丸,用户可以将含有内置微型芯片的药丸直接吞服下去,然后利用胃酸发电产生一定的体内信号,将整个身体变成密码。这意味着,人类将拥有“超能力”,在触摸手机、电脑、大门和汽车时,个人身份信息就会得到验证。

在一些人看来,未来使用植入设备就和使用手机一样司空见惯。

“但事实上,当下医学的要义依然是帮助疾病患者解决问题,而不是为了突破人作为生物体的自然属性。”沙洪指出,可穿戴设备或者是可植入设备的作用有些被有意无意地夸大了。

“在目前的科技水平下,医用植入式设备还只能作为一种临时性的手段应用,而且主要是针对一些特殊人群。除了疾病患者,还有宇航员、军人、运动员等,他们有的是受到环境的限制,无法随身佩带大型的体外监测设备,有的则需要更为精确的生理参数。”总之,沙洪认为,普通受众在面对可植入设备时还需要更为理性的价值判断。

北京协和医学院社会科学系副教授张新庆认为,可植入设备如果从医疗目的推广到非医疗目的,一定程度上是呼应了市场的需要,既满足一部分人的好奇心或者是特殊需要,又能为生产企业带去收益。

“但是,一项新技术一旦扩大最初的人群适用范围,就需要考虑它的社会影响。技术往往有自身发展的逻辑,但社会不能完全任由技术发展。”张新庆说,“可植入设备如果只作为医疗器械在医院使用,其拥有一套成熟的使用规范和监管措施,可一旦它作为一种商品可供市场上的消费者购买使用,技术标准、适用范围和监管措施必须同步,不能滞后。毕竟,普通消费者并不清楚可植入设备的侵入性究竟会对人体产生怎样的影响,是否存在潜在的风险。”

可植入设备需克服“排异”

微芯片是核心 难更换才是最关键

“可植入设备是指需要通过手术植入人体或动物体内的电子设备,如心脏起搏器,人工耳蜗,脑刺激器,动物标签等。”清华大学微电子学研究所集成电路与系统设计室主任张春表示,与可植入设备有所不同,可穿戴设备是指便携式的、用来采集人体的心跳、血压、心肺音等生理参数,或进行交互的电子设备。如手腕式的血压计、计步器、谷歌眼镜等。

用中国科学院声学研究所副研究员郭志川的话来说,可植入设备相对于可穿戴设备的区别是,可植入设备一般会植入到生物体组织内部;而可穿戴设备则便于携带,即“可穿戴设备可直接穿在身上,或是整合到衣服或配件上”。

可植入设备根据相应功能,主要由传感器、芯片和精密机械部件组合而成。而微芯片几乎是所有可植入设备必备的元件之一。

与消费电子类产品不同,由于对安全性、可靠性以及集成度等方面的特殊要求,可植入设备的微控制芯片一般不会采用市场上通用的商用微处理器,而是会专门为此研发定制芯片。“以胃电刺激器为例,微控制芯片能在特定的时间,输出一定频率和幅度的电脉冲,刺激胃部肌肉收缩,抑制胃的蠕动,使患者有饱感,从而减少食物的摄入量,达到减肥的效果。”张春表示,微控制芯片还可以接收来自体外的无线电遥控命令,改变刺激脉冲的参数和发放时间,从而适应不同的患者和不同治疗阶段的需求。

可植入设备一旦出现故障和危险,只能通过手术取出更换,会给患者造成较大的创伤。更何况,一些可植入设备,例如人工耳蜗,植入后会和人体组织结合在一起,所以是不易更换的。因此,可植入设备在整个生命周期内都不能出现故障,所以对可靠性、安全性有极高的要求。

医学领域最高端 健康功能最受益

“应用于医学领域的可植入设备是生物医学工程领域的前沿高端产品。”中国生物医学工程学会理事长、北京航空航天大学生物与医学工程学院院长樊瑜波举例说,例如大家熟悉的心脏起搏器、脑神经刺激器(也称为脑起搏器,用于治疗帕金森综合征或其他运动障碍,治疗脑部病变等)、人工耳蜗、迷走神经刺激器等,均已经在现实生活中普遍应用。

“心脏起搏器是可植入设备中较为重要和成功的应用之一,目前在国内外已经非常广泛。”樊瑜波表示,目前,在世界范围内,美国美敦力起搏器所占的市场份额最大,而国内在这方面做得比较好的企业是北京乐普医疗。

乐普医疗总经理蒲忠杰曾表示,公司的肾动脉射频消融导管仍处于临床研究,而双腔起搏器自2013年8月开展临床试验后已接近完成。对于双腔起搏器,蒲忠杰介绍,该产品是乐普医疗子公司秦明医学的研发重点。“目前国内涉及心脏起搏器的手术一年有5~6万例,其中使用一半以上的产品是双腔起搏器,平均价格在5万元左右。”他说,随着国产品牌的推出,产品价格将向下调整。

谨慎面对可能性难题 乐观看待未来前景

可植入设备作为当下最热门的生物医学工程技术之一,但仍有不少专家表现出谨慎并乐观的态度。

“制约可植入设备发展的首先是技术问题。”张春表示,就拿核心元件微芯片来说,一些芯片的设计,其实只是一种“无源芯片”,即一般情况下不需要能量,它只是一个信号的载体,只有当附近的仪器对其进行扫描时才能发出相关信息。“要想广泛地使用这项技术,还必须研制出能够将人体能量转变为电能的电源及高科技芯片,使之能够和远距离设备交互数据。此外,未来是否真的可以研制出更多的‘有源芯片’,可随时向外界发出信息,这也是研究者们需要攻克的主要技术难题之一。”张春说。

不过,尽管面临重重困难,可植入设备的发展前景依旧光明。“从提高生活质量以及人机交互的效率和便利性出发,可植入设备在未来的应用前景也十分广阔。”张春表示,电子科技发展的最终目是为了改善生活质量。在常规的药物治疗无法治愈疾病时,采用可植入设备就是必需的手段了。

“可植入设备的未来潜在应用主要还是在医学领域。”郭志川表示,但这项技术未来的发展和应用前景,不仅仅取决于技术突破,还取决于公众对这一新兴事物的接受程度,及对其潜在风险的认识。

或许有一天,人们即便老了也会“耳聪”“目明”,不必触摸也能感知外界的温度;或许你在家中小区,挥挥手就能锁上自己房门,摇摇头就能将爱车从地下车库驶出,眨眨眼就能在家中传送办公文件……

安全及“伦理”问题引争议

生物障碍

植入设备,需要通过手术植入体内,安全问题一直备受关注。

目前来看,唯一可行的选择便是在颅骨上凿出小孔,然后将铅笔芯一样细长的电极插进去,让它们进入大脑深处的目的地。但这有可能造成感染,因为电线是通过皮肤伸进去的;也有可能造成脑内出血,带来破坏性的、甚至是致命的后果。致力于为可穿戴设备提供心电及脑电解决方案的“神念”公司研制的读取脑电波的盔帽等外部设备不存在这些风险,但由于它们的传感器离单个神经元太远,有效性显著降低,这也是可穿戴设备与植入设备相比的不足之处。

另外,有效的脑机接口必须是直接接入大脑,采集小群神经细胞产生的信号,但还没有谁知道怎样生产出能够长时间采集同一群神经细胞信号的设备,其中有部分是力学问题:每当你走动的时候,大脑就会在颅骨内来回晃动,植入设备一毫米的移动,都会造成差之毫厘、谬以千里的后果。

病毒风险

英国科学家马克·贾森博士把一块感染了计算机病毒的芯片植入自己皮下,这块芯片本来可以开启他实验室的安全门,以及为手机解锁。正如他预料的,当芯片与安全门之间无线传输数据的时候,实验室安全系统也被染上了病毒。这样,当其他同事刷卡进门的时候,病毒可能就会再感染他们的卡,并在计算机网络之间传播开来。

这个尝试证明,未来随着植入人体的电子设备,包括起搏器等医疗设备的增多,它们遭到来自其他植入设备攻击的风险也越来越大。当植入设备发展到可以存储并处理数据、并相互通讯的时候,病毒就可以像在普通计算机之间一样,在这些植入设备间传播开来,甚至可以让植入设备完全丧失功能。所以,保护这些设备安全的技术理应得到相应的发展。

有专家指出,植入设备之间相互传播病毒的可能性的确存在,特别是功能强大的、可编程可存储的设备。然而,相对于植入设备带来的便利性来说,这可能是不得不付出的代价。有计算机就会有计算机病毒,就像用菜刀也总会有割破手的危险一样,我们并不能为此因噎废食。

残留物隐忧

专家表示,植入设备必须无毒并具有生物相容性,不至于引起免疫反应。有科学家似乎已经想到了解决办法,研制出了可在体内降解的植入设备。

美国西北大学的研究人员开发出一种可植入人体内的电子设备,可根据设计程序自行降解并被体液无害吸收,有助于医生监测病人身体内的情况,及时提供合适的治疗方案。这种可溶解的电子设备,由几百万分之一厘米厚的硅和镁电路构成,发挥作用之后无需将其从体内移除。他们将这种植入物用于小鼠实验中,观察到其能够对手术伤口提供抗菌药物,并且几乎可以在3个星期后全部溶解掉。

该设备将允许医生监控病人体内的状况,可测量患者的体温和肌肉的活动,有助于发现术后感染等问题,并提供及时的治疗。该项研究的带头人黄永刚教授说:“当你需要这些电子设备时,它们在那儿,而当其完成任务达到我们的目的后,便会消失。正所谓招之即来,挥之即去。这将是一个全新的理念。”

伦理争议

像任何一项新技术最初的遭遇一样,可植入技术也饱受着伦理争议。比如,有媒体报道 ,美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在努力实现一个为期4年的计划,研发一种先进的可植入大脑的记忆激发装置,用于帮助战伤军人改善记忆。

对此,有人认为,这些研究可以为美国大约500万的阿尔茨海默病患者带来福音,与此同时,这也将帮助近30万在伊拉克和阿富汗遭受创伤性脑损伤的美国军人。毕竟,谁会指责一位希望战士拥有超常专注力、完美地图记忆力、连续好几天不需要睡觉的将领呢?

然而,这项研究已经引发了伦理问题,即人的思维是否能以治疗战争创伤,或以延缓大脑老化的名义进行操纵?

纽约大学朗格尼医学中心的医学伦理学家亚瑟 ·卡普兰表示,操纵个人记忆将引起伦理上的争议是显而易见的。他说:“当你愚弄大脑的时候,你就是在愚弄自己的个人身份,改变思维的代价是,你会承受失去自我感受的风险,这是一种我们从未面对过的风险。”

卡普兰说,当涉及到士兵的时候,消除记忆或加入新的记忆将可能干扰作战技术,使士兵变得更加暴力并缺乏责任感(成为所谓的“杀人机器”),甚至会阻挠对战争罪行的调查。“如果我吃下一粒药片,或戴上个头盔就可以把记忆抹去,那我或许就不用活在一些行为后果的阴影中了。”

另外,还有人认为,医疗的本身意义在于解决病人的问题,而非让健康的人变得更强大。比如,明星里奇·李在自己耳朵里植入的“隐形耳机”,让自己拥有类似于蝙蝠侠的某些能力。这似乎与医疗常理不符。

结束语:你会拿什么去交换一个让你能在黑暗中看见东西的视网膜芯片?或让你在不管有多嘈杂的餐馆中都能听到任何对话的新一代人工耳蜗?或直接连入大脑海马体、让你分毫不差地回忆起读过的一切的存储芯片?抑或是一个植入式互联网接口,将你脑海中一次清晰的无声问题转换成网络搜索,在融合百科知识后,将总结答案直接投射到你大脑中?

胆大的人,愿意让自己享受植入设备的好处、愿意承担与之相伴的风险,他们将在争夺就业和生活伴侣的日常竞争中、在科学领域、在运动场上、在真刀实枪的战场上占据上风。这些差别将以新的方式挑战社会,并开启超乎我们想象的各种可能性。就如同那些整容成功的明星一样。我们也有理由去相信,在不远的未来,可植入设备将会给我们带来更多的惊喜!

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