当一个人由于天生或者不幸导致高位截瘫,未来的生活大致分两种:一种是轮椅上的诗和远方,一种是病床上的怨与悲伤。无论是积极乐观,还是消沉绝望,命运的不公让高位截瘫患者必定凡事都要依靠身边人。

 

这样的情况未来或许能够得到改变。近日,浙江大学发布的一条微信推文在网络上迅速引起关注。推文中视频显示,高位截瘫的张老先生通过意念控制机械手臂,进而完成了吃油条和喝可乐的动作。

 


图片来源于浙江大学官方微信公号

 

浙江大学的推文中有这样一段话:
除了吃喝、社交、娱乐外,这项最新成果将有助于肢体瘫痪患者进行运动功能重建,从而提高生活质量,未来也将对辅助运动功能、失能者功能重建、老年机能增强等更多领域产生积极影响。

 

循序渐进,浙大的脑机接口研究
从推文上看,早在 2012 年,浙大团队就在猴子脑中植入微电极阵列,运用计算机信息技术成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号,使猴子能通过自身“意念”直接控制外部机械手臂。这只猴子有一个中文名字,叫“建辉”。

 

浙大的这个团队来自求是高等研究院。该研究院成立于 2006 年 10 月,是在香港著名企业家、浙江大学查济民名誉博士和刘璧如女士的鼎力支持下成立的浙江大学校设直属科研机构。近年来,求是高等研究院一直组织跨学科研究力量致力于脑机接口的研究。

 

所谓脑机接口,即通过采集信号,实现大脑与外部设备直接交互的手段和方式,主要分为非侵入式、半侵入式和侵入式。

 

2014 年,人民网发布题为《中国成功在人脑中植入电极 用意念控制机械手臂》的报道揭露该项研究的积极进展。文章指出,浙江大学脑机接口研究团队的研究人员,成功地在病人颅内植入电极,意念控制机械手,让它完成了“石头、剪刀、布”这一猜拳动作,这在国内还是第一次。

 

2017 年,浙大脑机接口项目登录央视综合频道《挑战不可能》节目。节目中,一只大白鼠,身背芯片,脑子里植入电极,在人类脑电波的远程操控下,灵巧地在复杂的迷宫中左突右进、钻洞过桥,飞奔过“沙漠”,顺利到达终点。

 

目前,浙大团队已经能够让机械手臂在患者的意念下完成了一些动作,动作复杂度有望持续提升。

 

全球范围内,有多个脑机接口案例被大家所熟知,包括:霍金的神奇轮椅、巴西世界杯开幕式高位截瘫患者开球、谷歌眼镜、马斯克的 Neuralink 公司等等。

 

 

众多人体器官可替代
大脑,可谓是人体最最神秘的地方,现在我们似乎已经拿到了进门的钥匙。那么,其他“没那么复杂”的身体器官进展如何?

 

一番查询过后,原来人体的大部分“零部件”都可以人造了。

 

首先是眼球。人造眼球即人造仿生眼球,是由一个内置微芯片和小型摄像头组成,由摄像头拍摄当前所处情况的视频,并将这一视频上传给芯片,再由芯片发出命令,通过刺激神经和发送视觉信息给大脑,从而可以让患者重获光明。2015 年,美国科罗拉多州一名女子成功安装了人造眼球。经过 5 个小时的漫长手术,这名患有色素性视网膜炎导致失明的女子重新见到了光明。

 

人造鼻子是根据原有的鼻子制作一个玻璃模具,而后注入类似蜂巢的合成物质,为干细胞提供一个可以依附的支架,随后撤走模具。2013 年,英国伦敦大学学院的专家们在患者手臂上最新培育出一个人造鼻子,并称这个人造鼻子与之前患者的鼻子结构相同。

 

除了五官,得益于 3D 打印和仿生材料等领域的进步,人造器官目前进展迅速。

 

人工心脏是人工制作的心脏,基本上是由血泵、驱动装置、监控系统、能源四个部分构成。2019 年年初,2019 年度中国医学重大进展发布会上宣布,国产"人工心脏"取得突破入选生物医学工程与信息学领域重大进展。2019 年 8 月 26 日,“重庆造”植入式左心室辅助系统 EVAHEART I(以下简称“永仁心”人工心脏)获国家药监局批复上市。

 

图片来源于新华每日电讯

 

对于肺部而言,不仅有生物移植,人造肺也取得了积极进展。2017 年,研究人员研发出一种便携式“人造肺”,集血泵和氧合器功能于一身,小到可以放进背包里随身携带。

 

人造胃是由英国诺里奇食品研究所的马丁·威克姆博士及其同行研制出来的,其消化功能几乎和人胃一样,且具有抗酸和酶的腐蚀性能力。放进某些能导致肥胖的食物时,它还会自动发出一种“饱和”的指示。

 

肝脏相当于人体的一座化工厂,很多物质的代谢都在肝内进行。2012 年,苏格兰科学家 Will 博士率先研制出利用人体细胞打印人造肝脏组织的技术。2017 年年末,河北大学附属医院程树杰教授的团队在全球范围内第一次使用两台配备水冷系统的高速 LCD-SLA 3D 打印机,以 0.1mm 层厚,仅耗费 4 小时左右,采用高速光敏树脂材料完成了肝脏所有内部结构和肝脏外壳的并行打印。目前,3D 打印肝脏已经帮助医生将肝脏手术时长缩短了数小时。

 

人造肾脏作为又一种新的人造器官,已成功植入实验鼠体内,为将来开展人体器官移植奠定了坚实基础。2019 年美国肾脏病学会肾脏周 2019 会议上,研究小组报告说,加州大学旧金山分校的科学家已经成功地将包含功能性人肾细胞的原型肾脏生物反应器植入了猪中,而没有任何重大的安全隐患。目前,人造肾脏植入人体临床前的研究已大致完成,只等待伦理委员会批准。

 

说完五官和内脏,我们看看四肢。目前,3D 打印技术打造的人造骨骼已经很成熟。去年 4 月,北京大学第三医院大外科主任、博士生导师刘忠军在手术中将 3D 打印植入物植入患者体内,而植入的是人造骨髓。

 

此外还有通过特殊聚合体材料和智能材料打造的人造肌肉,以及氟化碳乳剂人工血液。

 

技术无边界,伦理有纲常
得益于半导体、3D 打印、先进材料、尖端制造以及仿生学等领域的快速发展,人类距离人工制造“人类”已经越来越靠近,相信有一天科技水平能够实现人造“人”。这完全有可能发生。然而,正如人造器官进行临床试验需要伦理委员会批准一样,克隆人就更需要受到伦理的批判指正。

 

科技是中性的,它的善与恶都是使用的人赋予的。
 

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