人的身體是十分脆弱的,有些嬌弱的器官一旦破壞就永遠難以復原。幸運的是,世界各地的研究人員都在研究能替代我們身體部位的生化機械器官。
10.超敏感電子皮膚
皮膚辛苦的擔任著包裹我們和保護我們整個身體的責任,因此它也成為了最容易被傷害的器官。當皮膚被燒傷或者被割破,你最快的選擇是從身體其他部位移植一部分過來。然而,感謝斯坦福大學科學家的研究,一種能有效替代人體皮膚的材料,不久後將面世。
超敏感電子皮膚
斯坦福大學的Zhenan Baohas 研發出了一種具備超彈性、超耐性和超敏感的材料,能夠作為未來發展人工皮膚的基礎。以前,人們也研究過生化皮膚,但是Baohas的材料比以前研發出來的更具敏感性。它帶有有機轉換物質和一層彈性材料,保證它在不被破壞情況下的延展性。另外,這種材料帶有一系列的太陽能電池元件,可以自動充電。
9.在培養皿中跳動的心臟
長久以來,科學家一直在研究干細胞分化為心臟組織的潛力,今年當他們創造出可以自己搏動的心臟組織時,這一研究工作達到了一個重要的里程碑。
在培養皿中跳動的心臟
匹茲堡大學的研究小組從來自皮膚的干細胞培養出MCPs,一種可以作為心血管組織驅動器的特殊細胞。他們把這些細胞放在一種可以維持老鼠心臟的3-D支架上。在20天內,新的心臟開始以每分鐘40~50次的速率搏動。
雖然這個心臟太虛弱,不能真的輸送血液,但是這種細胞組織在修復受傷的心臟肌肉方面具有巨大潛力。
8.觸感人造手
現在的假手除了具備手的外形外,幾乎沒有其他功能。當然,這些假手能夠拿東西和保持身體平衡,但是它們缺乏人手最重要的功能之一——觸感。裝了假手的人在碰觸到一樣物品時,如果不用眼睛看,是沒法判斷東西的。
芝加哥大學的一個研究小組製造了一種能夠向大腦傳遞信號的假手來解決這個問題。他們以猴子為測試對象,研究動物大腦對觸摸信號的反應。當裝備了可以刺激大腦的假手後,那些猴子的反應就好像他們身體接觸到了物體一樣。
觸感人造手
將這些類似的信號通過編程的方式寫入造假肢,會給截肢者帶來和以前研發出來的產品完全不同的假肢。
7.思想控制仿生腿
雖然仿生腿對截肢者來說是巨大的福音,但是它們與人體缺乏真正的神經聯繫,導致依靠仿生腿走路十分麻煩和勞累。但是去年,西雅圖的居民Zac Vawter 安裝了世界上第一支思想控制的腿,一種直接接受從他大腦發出信號的仿生肢體。
思想控制仿生腿
這項技術曾經運用於武器,但是運用在仿生腿上會更複雜。誤讀信號可能導致安裝者跳下橋或站在開動的車輛前,依靠思想控制的仿生腿需要比武器更為複雜的程序。
正如研究者指出的那樣:如果你使用仿生胳膊,而胳膊動作做錯了,可能只是手肘偏移預訂位置。而如果仿生腿動作做錯了,那可能就是生命安全問題了。
Vawter 使用仿生腿在芝加哥一棟高樓裡向上爬了103個階梯,但是仿生腿的設計者們仍然在嘗試提高它的性能。為了使它能適用於日常生活,設計者們必須讓它更輕更薄。它的衍生品(充氣仿生腿)可以滿足陸軍對於仿生腿的階段性目標——行走一萬步不用充電。
6.微型人腦
如果你熱愛生存,那麼腦死亡是一件不美好的事。而且,如果你想用空閒的大腦來替換,那你是絕對找不到的。當然,也許有一天,我們能將大腦放入頭骨中,但是大腦跟別的器官不同。
它裝有你所有的思想和記憶。人們能在你頭裡放一個新的大腦,但是你還是不存在,所以人造大腦這種想法看起來很荒謬。
微型人腦
但是這並沒有阻止科學家在實驗室發展人造大腦。今年奧地利的科學家僅從干細胞開始,成功地創造出等同於9個周大的嬰兒的大腦。目前,這些大腦只有豌豆大小,也不能思考。阻止這些試驗品發育成具有完全功能的大腦的因素是它們沒有血液供給。
儘管這些大腦沒有進入任何人的身體,但是他們給科學院研究腦科疾病提供了原材料。
5.3-D 打印耳朵
我們發展出人工記錄聲音的技術已經有幾十年了,但是人工植入器官在耳朵這一領域沒有任何改變。
3-D 打印耳朵
你可能認為生長在頭兩邊的肉塊極易替換,因為它們只是皮和軟骨,而不是複雜的器官。事實上,科學家在製作假耳上並沒有做得非常出色。傳統的替代耳朵看起來或感覺起來都像塑料玩具。
但是今年,研究者提出一種新的方法,這種方法可以通過真的細胞製作出有彈性真實的耳朵。這些細胞來自老鼠和奶牛,可以形成膠原凝膠,按任何模具成型。
當放入使用3-D打印技術製作的耳朵模型後,一個小時內那些凝膠形成了一隻假耳。在移植到對像之前,人造耳朵只需要在營養成分中生長培養幾天。
這些人造耳朵對那些遭受過耳朵傷害或者耳朵停滯發育即患有小耳畸形的人來講是巨大的福音。
4.聞疾病的鼻子
科學家們在賦予人體器官原本能力方面投入很深,但是為何要僅限於此呢?
當伊利諾伊大學的研究員著手建立一種靠嗅覺來鑒別化學物質的裝置時,他們並不滿足於提高人類鼻子的靈敏度。相反,他們發展出一種假鼻子,依靠對細菌的氣味來鑒別和診斷某些疾病。
聞疾病的鼻子
產品看起來並不太像一個鼻子,而是一個瓶子,裝滿了培養細菌的營養液體。但是給這個“鼻子”一個血液樣本,讓它嗅上一段時間,這個瓶子的斑點會改變顏色來表示它鑒別出的細菌種類。
3.人工胰腺
胰腺產生胰島素,如果你的胰腺沒有這樣做,你需要人工注射胰島素。因此,糖尿病患者必須進行的日常事例是檢查他們的血糖,並且在必要時注射胰島素。
人工胰腺
但是人造胰腺能夠自動釋放胰島素到你的身體裡。這個裝置看起來像一個規律的胰島素泵,它可以穿透皮膚連續地釋放胰島素進入身體。而且它一直監視血液裡的血糖含量,並根據血糖含量調整胰島素釋放量。所以,即使攜帶該設備的人睡著了,也不會有血糖降至很低而暈倒的危險。
不像這篇文章中其他的人造物品,人工胰腺並不處於前期研究階段,這個裝置確實存在,而且在今年9月份得到了FDA的銷售許可。
2.人工眼睛
我們前面已經指出,我們已經能夠讓聾子聽到聲音,但是讓盲人看見畫面是更複雜的事情。當人們失去視力,他們的視網膜不再把光感受器的信號發送給大腦。為了製造人工眼睛,我們需要瞭解視網膜是如何取得這些信號,而這正是科學家尚未解決的關鍵之處。
直到最近,Weill Cornell Medical College的科學家們至少在老鼠和猴子身上實現了這一點。這種人造視網膜,它的芯片可以將畫面轉換為電子信號,而它的微型投影機可以將電子信號轉化為投影光線。
人工眼睛
這些人工眼睛,確實恢復了盲鼠的視力。猴子的視網膜工作原理和人類的非常相似,因此隨後在猴子上進行的試驗給了最終的人類試驗以成功的希望。
1.手指存儲器
當芬蘭程序員Jerry Jalava 2008年遇到車禍,他面臨雙重悲劇。首先,他失去了他的手指,對於靠打字生存的人來說是個大問題。其次,他必須跟一個幽默感過剩的醫療小組打交道。瞭解了他的遭遇後,一位外科醫生竟然提議Jalava應該出門去買個“USB手指驅動器”。
手指存儲器
但是Jalava並沒有拒絕醫生的建議(出於傷情的實際情況考慮,拒絕很困難),而是將這個建議作為自己的期待。他決定試一試,並且真的在植入的手指裡放入兩千兆字節的數字存儲器。
他現在只需將指甲剝掉,露出USB插頭,即可將手指插入電腦連接。他也可以在任何時候拿掉整個手指,並且借給朋友使用。
下一步呢?Jalava打算給手指帶上RFID標籤以進行升級,並且增加無線支持功能。他想擴充容量,方法自然是很無厘頭的。如果他想有更多空間,他還有9個手指可以切掉換成移動存儲器呢。