10大仿生科技,仿生眼、再生骨、可穿戴腎臟等恢復人體器官功能


科學家越來越接近創造一個仿生人類。今天,我們可以複製或恢復比以往更多的器官和各種各樣的身體部位。從仿生眼睛到創造比任何人類味蕾更準確的舌頭,這些技術慢慢走向我們的生活。

仿生眼睛。目前在FDA試驗中的ARGUS II型視網膜假體和哈佛研究人員John Pezaris博士開發的一種系統通過攝像機記錄基本視覺信息,將其處理成電子信號並將其無線發送到植入電極。ARGUS II使用植入眼睛的電極,這可以幫助失去視網膜功能的人。Pezaris博士的系統仍然處於研究的早期階段,將完全繞過眼睛,將視覺數據直接發送到大腦。Pezaris解釋說,視覺大腦依靠視覺體驗來正常發展。

再生骨。自20世紀60年代以來,研究人員已經知道蛋白質可以促使骨組織生長自己的缺損或損壞部位的斑塊。不幸的是,這項技術並不完美,往往會生長錯誤類型的組織或骨骼。2005年,加州大學洛杉磯分校的研究人員利用專門設計的蛋白質解決了這個問題,該蛋白質只能在特定類型的細胞中引發生長。這種被稱為UCB-1的蛋白質現在用於生長可以融合和固定椎骨節段的新骨,緩解一些患者的嚴重背部疼痛。


便攜式胰腺。青少年糖尿病研究基金會的戰略研究項目主任Aaron Kowalski說,人工胰腺能夠監測一個人的血糖和調節胰島素的水平以滿足身體的需要,在短短几年內可能會在市場上出現。科瓦爾斯基說該裝置最初是兩種現有技術的結合:胰島素泵和連續葡萄糖監測器。這種裝置可以幫助胰島素依賴型糖尿病患者過上正常的生活,使他們更容易避免血糖過少或過多的毀損和危及生命的副作用。

仿生味覺。德克薩斯大學奧斯汀分校計算機與電子工程教授Dean Neikirk說,舌頭可以是一個強大的工具,但也是一個非常主觀的工具。當食品公司每次想要創造相同的味道時,他們會轉向電子舌頭,這是由Neikirk和他的團隊開發的一種設備,用於分析液體並挑選出精確的化學成分。Neikirk的舌頭使用微球體,微小的傳感器在暴露於特定目標時會改變顏色。

新的四肢。截肢者現在可以使用假肢,就像他們使用真實的手臂一樣:通過思想的運動。由芝加哥康復研究所的Todd Kuiken博士開發的“仿生手臂”是通過健康的運動神經連接到大腦的,這種神經運動是用來進入病人缺失的肢體的。這些神經被重新路由到身體的另一個區域,例如胸部,在那裡,它們攜帶的神經脈衝可以通過仿生臂中的電極來拾取。當患者決定移動她的手時,將信號發送到真手的神經將其發送到假肢。


聰明的膝蓋。膝蓋不是你期望自己思考的身體的一部分,但由麻省理工學院人工智能研究人員休·赫爾和阿里·威爾​​肯菲爾開發的膝蓋修復術RHEO確實有自己的想法。早期的電子膝關節系統通常必須由技術人員在患者首次佩戴時進行編程。另一方面,RHEO膝蓋通過了解用戶走路的方式以及使用傳感器確定他們走的是什麼樣的地形,自行創建逼真,舒適的動作。該系統使假腿更容易行走,減少疲勞。

可穿戴的腎臟。對於腎衰竭的人來說,生活不可缺少透析治療,如從血液中去除毒素和保持液位平衡,需要幾個小時連接到透析機。但是一種新型便攜式人造腎,體積小、重量輕,可以適應皮帶攜帶,可以改變這種狀況。儘管尺寸很小,由馬丁羅伯茨和UCLA的David BN Lee設計的自動化可穿戴人造腎實際上比傳統透析更好,因為它可以每週7天,每天24小時使用,就像真正的腎臟一樣工作。

人造細胞。有時,當您需要將藥物輸送到身體的正確部位時,藥丸或注射劑不會消除負作用。賓夕法尼亞大學生物工程學教授Daniel Hammer有一個更好的方法:由聚合物製成的人造細胞,它可以模擬白細胞在人體內傳播的方便程度。被稱為c的這些假細胞可以直接在需要的地方提供藥物,從而更容易和更安全地抵禦某些疾病,包括癌症。


枯木逢春。消除勃起功能障礙可以從一個人的生活中獲得樂趣,但是Anthony Atala和他的團隊在維克森林大學想出了一種方法,可以在很多人的步驟中恢復活力。在2006,阿塔拉成功地培育了一種新的陰莖海綿體,海綿組織在勃起過程中充滿了血液,對於那些已經被切除的雄性兔子。這種新的組織是從兔子自己的細胞中培養出來的,一個月後兔子就回來做它們最擅長的事情。

腦修復術。替換你大腦的一部分並不像替換肢體那樣簡單,但將來可能是這樣。南加州大學教授Theodore Berger發明了一種可以取代海馬的計算機芯片,海馬是控制短期記憶和空間理解的大腦的一部分。經常被阿爾茨海默氏病和中風等損害,海馬植入物有助於維持嚴重殘疾的人的正常功能。伯傑仍在測試植入物,但他希望能看到更多。他甚至在2005寫過一本書“為大腦替換零件”。


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