10大仿生科技,仿生眼、再生骨、可穿戴肾脏等恢复人体器官功能


科学家越来越接近创造一个仿生人类。今天,我们可以复制或恢复比以往更多的器官和各种各样的身体部位。从仿生眼睛到创造比任何人类味蕾更准确的舌头,这些技术慢慢走向我们的生活。

仿生眼睛。目前在FDA试验中的ARGUS II型视网膜假体和哈佛研究人员John Pezaris博士开发的一种系统通过摄像机记录基本视觉信息,将其处理成电子信号并将其无线发送到植入电极。ARGUS II使用植入眼睛的电极,这可以帮助失去视网膜功能的人。Pezaris博士的系统仍然处于研究的早期阶段,将完全绕过眼睛,将视觉数据直接发送到大脑。Pezaris解释说,视觉大脑依靠视觉体验来正常发展。

再生骨。自20世纪60年代以来,研究人员已经知道蛋白质可以促使骨组织生长自己的缺损或损坏部位的斑块。不幸的是,这项技术并不完美,往往会生长错误类型的组织或骨骼。2005年,加州大学洛杉矶分校的研究人员利用专门设计的蛋白质解决了这个问题,该蛋白质只能在特定类型的细胞中引发生长。这种被称为UCB-1的蛋白质现在用于生长可以融合和固定椎骨节段的新骨,缓解一些患者的严重背部疼痛。


便携式胰腺。青少年糖尿病研究基金会的战略研究项目主任Aaron Kowalski说,人工胰腺能够监测一个人的血糖和调节胰岛素的水平以满足身体的需要,在短短几年内可能会在市场上出现。科瓦尔斯基说该装置最初是两种现有技术的结合:胰岛素泵和连续葡萄糖监测器。这种装置可以帮助胰岛素依赖型糖尿病患者过上正常的生活,使他们更容易避免血糖过少或过多的毁损和危及生命的副作用。

仿生味觉。德克萨斯大学奥斯汀分校计算机与电子工程教授Dean Neikirk说,舌头可以是一个强大的工具,但也是一个非常主观的工具。当食品公司每次想要创造相同的味道时,他们会转向电子舌头,这是由Neikirk和他的团队开发的一种设备,用于分析液体并挑选出精确的化学成分。Neikirk的舌头使用微球体,微小的传感器在暴露于特定目标时会改变颜色。

新的四肢。截肢者现在可以使用假肢,就像他们使用真实的手臂一样:通过思想的运动。由芝加哥康复研究所的Todd Kuiken博士开发的“仿生手臂”是通过健康的运动神经连接到大脑的,这种神经运动是用来进入病人缺失的肢体的。这些神经被重新路由到身体的另一个区域,例如胸部,在那里,它们携带的神经脉冲可以通过仿生臂中的电极来拾取。当患者决定移动她的手时,将信号发送到真手的神经将其发送到假肢。


聪明的膝盖。膝盖不是你期望自己思考的身体的一部分,但由麻省理工学院人工智能研究人员休·赫尔和阿里·威尔​​肯菲尔开发的膝盖修复术RHEO确实有自己的想法。早期的电子膝关节系统通常必须由技术人员在患者首次佩戴时进行编程。另一方面,RHEO膝盖通过了解用户走路的方式以及使用传感器确定他们走的是什么样的地形,自行创建逼真,舒适的动作。该系统使假腿更容易行走,减少疲劳。

可穿戴的肾脏。对于肾衰竭的人来说,生活不可缺少透析治疗,如从血液中去除毒素和保持液位平衡,需要几个小时连接到透析机。但是一种新型便携式人造肾,体积小、重量轻,可以适应皮带携带,可以改变这种状况。尽管尺寸很小,由马丁罗伯茨和UCLA的David BN Lee设计的自动化可穿戴人造肾实际上比传统透析更好,因为它可以每周7天,每天24小时使用,就像真正的肾脏一样工作。

人造细胞。有时,当您需要将药物输送到身体的正确部位时,药丸或注射剂不会消除负作用。宾夕法尼亚大学生物工程学教授Daniel Hammer有一个更好的方法:由聚合物制成的人造细胞,它可以模拟白细胞在人体内传播的方便程度。被称为c的这些假细胞可以直接在需要的地方提供药物,从而更容易和更安全地抵御某些疾病,包括癌症。


枯木逢春。消除勃起功能障碍可以从一个人的生活中获得乐趣,但是Anthony Atala和他的团队在维克森林大学想出了一种方法,可以在很多人的步骤中恢复活力。在2006,阿塔拉成功地培育了一种新的阴茎海绵体,海绵组织在勃起过程中充满了血液,对于那些已经被切除的雄性兔子。这种新的组织是从兔子自己的细胞中培养出来的,一个月后兔子就回来做它们最擅长的事情。

脑修复术。替换你大脑的一部分并不像替换肢体那样简单,但将来可能是这样。南加州大学教授Theodore Berger发明了一种可以取代海马的计算机芯片,海马是控制短期记忆和空间理解的大脑的一部分。经常被阿尔茨海默氏病和中风等损害,海马植入物有助于维持严重残疾的人的正常功能。伯杰仍在测试植入物,但他希望能看到更多。他甚至在2005写过一本书“为大脑替换零件”。


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