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科学家受科幻小说启发 研究"超前医学"

2012-05-29 09:15:31 来源: 网易探索 举报
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核心提示:美国华盛顿大学理查德·萨塔瓦教授提出了一种目前只存在于科幻小说当中的医学疗法,例如思维控制、通过互联网实施远程手术、让病人假死以便进行转移等医学技术,并将这类疗法命名为“超前医学”,称其总会变为现实,其中某些技术目前科学家已有能力办到。

美国华盛顿大学的教授理查德·萨塔瓦提出了一种目前只存在于科幻小说当中的医学疗法,例如思维控制、通过互联网实施远程手术、让病人假死以便进行转移等等医学技术,并将这类疗法命名为“超前医学”。

美国华盛顿大学的教授理查德·萨塔瓦提出了一种目前只存在于科幻小说当中的医学疗法,例如思维控制、通过互联网实施远程手术、让病人假死以便进行转移等等医学技术,并将这类疗法命名为“超前医学”。

萨塔瓦教授实验室里的部分工具。
萨塔瓦教授实验室里的部分工具。

萨塔瓦的很多科学灵感都来自于科幻小说。
萨塔瓦的很多科学灵感都来自于科幻小说。

网易探索5月29日报道 美国华盛顿大学(University of Washington)的教授理查德·萨塔瓦(Richard Satava)提出了一种目前只存在于科幻小说当中的医学疗法,例如思维控制、通过互联网实施远程手术、让病人假死以便进行转移等等医学技术,并将这类疗法命名为“超前医学”。

萨塔瓦介绍称,“超前医学”的内容十分广泛,例如科学家已经知道,人类一生心脏跳动次数约为25亿次,但我们可以通过医学技术,来选择在何时让自己的心脏进行跳动;在战场上,如果有士兵受到严重伤害,并且需转移到数千里远的后方,我们可通过给其注射药物的方式让他假死,这样一来,在运送路途中他的生命也不会受到威胁;同样是在战场上,医生可利用机器人,对战场上的伤兵进行远程手术等等。这些目前只存在于科幻小说中的场景,萨塔瓦希望将其变为现实。他开玩笑称,如果科学家能够在20年或者30年之后实现这些技术,他希望自己能够获得一种延长寿命的药,这样他也能亲眼看到这一幕的发生,因为如今萨塔瓦已经69岁高龄,可能坚持不到自己的理想变为现实那天的到来。

萨塔瓦表示,“超前医学”当中提到的医学技术和手段总有一天会变为现实,并且其中有一些技术目前科学家已有能力办到。

萨塔瓦生平简介

据悉,萨塔瓦在幼年时期就迷上了阅读科幻小说,在长大成人之后,他下定决心,一定要让科幻场景当中的一些现象变为现实。1991年1月17日,以美国为首的驻海湾多国部队向伊拉克发动了代号为“沙漠风暴行动”(Operation Desert Storm)的大规模空袭,萨塔瓦作为医生,负责对战场伤员进行救治。同时,那时候他也在一直着思考一个问题,那就是科学技术的改进到底会为战场上的士兵带来哪些变革。

随后,萨塔瓦进入到美国国防先进研究项目局(Defense Advanced Research Projects Agency)任职,并且帮助开发设计出“外伤救治舱”(Trauma Pod)战地救护机器人。这款拥有一台袖珍CT机,可对战场伤员的身体进行快速扫描,以便及时确定伤口深度和创伤所在具体部位。更为关键的是,救护机器人还能保持伤员呼吸道通畅,制止大动脉出血,防止病人休克。萨塔瓦介绍称,这个机器人的设计灵感来自于美国科幻小说家罗伯特·海因莱因(Robert Heinlein)1959年出版的小说《星船伞兵》(Starship Troopers)当中的救护机器人。

萨塔瓦在国防先进研究项目局任职期间,甚至每过几年都会举办一场由科幻小说家参加的研讨会,会上他会和那些作家共同商讨,未来的医疗系统会是什么样子。

萨塔瓦的成就

也许有人会认为,萨塔瓦的做法有点不切实际,但他却将这些想法当做自己的奋斗目标来对待,并且也取得了令人瞩目的成就。他曾两次获得史密斯森协会大奖(Smithsonian Laureate),并且帮助研发出了全球第一款外科手术机器人,目前这种机器人在白宫科技政策办公室(White House Office of Science and Technology Policy)得到应用。如今,萨塔瓦不仅是华盛顿大学的教授,同时也是美国陆军医学研究司令部(American Army Medical Research Command)的研究顾问,负责为该机构的医学研究提供建议咨询。

萨瓦塔和他的同事一起,希望通过医学技术让人类变得更为强壮、抵御疾病的能力变得更强,并且寿命也能够得到进一步延长,而他们所做的实验都让人觉得匪夷所思。

在一个实验项目当中,一位生物学家将电极连接到蛾子的身体上,希望能够搞清楚蛾子的大脑是如何控制四肢的动作,他们希望借此来找到让截肢者利用大脑控制人工假肢的方法。在另一个实验项目当中,一位教授正在研究“量子点”-由少量原子所构成的感光性纳米材料。这些科学家希望日后可把这种材料“注射”到患者的大脑内部来治疗老年痴呆症、癫痫症和失明等疾病。尽管这听起来已经让人觉得有点像天方夜谭,但萨瓦塔表示:“人类的创新没有终点,对我们会有所约束的只有自己的想象力。”

萨塔瓦对未来的设想

尽管“超前医学”里的医学技术绝大部分都还未实现,但萨塔瓦对于未来却有自己的一番想象。他想象着:某一天,他坐在自己位于华盛顿的办公室里,利用远程控制技术,指挥机器人对在阿富汗受伤的士兵进行战场外科手术。这名士兵受伤严重,危及生命,为了防止失血过多,并且对其内脏带来伤害,萨塔瓦给他注射了一种药剂,而这名伤者立即进入了假死状态。同时,这名士兵还需要进行器官移植手术,于是萨塔瓦通过电脑控制,让身处阿富汗的外科手术机器人利用伤者的干细胞培育出了新的组织器官。

这些场景听起来好像只会发生在科幻小说里面,但实际上,如今外科手术机器人已变为现实,而在2011年,维克森林大学医学院(Wake Forest School of Medicine)的一位外科医生也曾演示过“生物打印技术”的最新进展-利用人体干细胞做墨汁,培育出患者所需要的组织和器官,而不用像如今一样只能依靠其他人捐献匹配的组织器官。

萨塔瓦也认为,人类是可以利用医学技术来延长寿命的。其中一种方法即利用白藜芦醇(resveratrol)-它可以抑制癌细胞的发展,一位药物科学家曾向实验室小动物注射过这种药物,结果发现其寿命得到了有效延长。美国国家老龄问题研究所(National Institute on Ageing)也曾做过一项实验,接受白藜芦醇药物注射的患肥胖症小鼠,其寿命比不注射该药物的患肥胖症小鼠要长44%。目前,科学家正就这种疗法进行人体临床试验。

萨塔瓦预期,人类都可以活到150岁。如果人类寿命得到有效延长,那么整个社会的发展无疑将迎来一次巨大的飞跃。他举例称,二十世纪初期,人类的预期寿命只有30岁,因而很多艺术家、科学家及工程师在20岁左右就达到了研究的巅峰水平,而如今,大多数研究人员到40至50岁的时候,才是最出成绩的时候。如果这些人的寿命能够得到进一步延长,他们能够再进行30至40年的研究工作,而在这一过程中无疑会有更多的科学发现和发明产生。

假死疗法

马克·罗斯(Mark Roth)是弗莱德·哈钦森癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)的一名科学家,他研究的项目被称为“代谢灵活性”,即动物所具备的冬眠能力,他希望能够搞清楚其中的机理,并且掌握让不冬眠的动物随时进入冬眠的能力。

两年前,在著名的在TED(即科技、娱乐与设计,Technology Entertainment and Design)会议上,罗斯和自己的同事一起,向与会者介绍,他们如何利用硫化氢让老鼠进入假死状态。罗斯发现,硫化氢能够控制老鼠细胞吸收氧气的能力,通过控制硫化氢含量,从而能够引导老鼠进入一种类似于冬眠的假死状态。进入假死状态的老鼠没有心跳,但其体内的细胞不再发生新陈代谢现象。这种状态持续6个小时之后,罗斯有办法让它们“起死回生”。

罗斯介绍称,如果技术成熟之后,这种疗法可用在人体之上,这种疗法对于外伤手术而言具有非常重大的帮助意义。例如在战场上,如果使用这种方法,受伤的士兵在进入假死状态之后不会再流血,直到将其运送到后方,可再让他恢复生机。

不过,罗斯也承认,这种疗法十分具有挑战性,可能不会被大部分人所接受,因而他认为,部分假死状态可能更为可取(他举例称,让一盏灯变得昏暗下来,但并不将其熄灭)。如今,罗斯所创立的公司Ikaria已在部分志愿者身上进行了实验,并且均取得了成功。不过,罗斯表示,这一疗法要想取得医用许可证,从而正式投入使用,可能还需要好几年。

也许有人会想到,人类处于假死状态之后,新陈代谢会停止,那么是不是可以利用这种方法来延长寿命,比如说在夜里,让人们进入假死状态,这样一来,人类的寿命期不是可以延长一倍?不过,对此罗斯表示,这是不可能的事情。他介绍称,尽管在处于假死状态之时,细胞分裂停止了,DNA合成也停止了,但生物的生物钟却并没有停止走动,因而想通过这种方法来延长寿命是不可行的。

外科手术机器人

美国华盛顿大学的电气工程学教授霍华德·契扎克(Howard Chizeck)和在读博士弗雷德里克·里登(Fredrik Ryden)所研制的新一代外科手术机器人即将面世,他们将其命名为Raven。他们希望这种机器人能够帮助外科医生实现萨塔瓦所设想的远程外科手术。

目前,DaVinci唯一经过美国食品及药品管理局批准的外科辅助设备,已被广泛应用在外科手术。外科医生可以对其远程控制,并且它能将3D高清图像传送到手术小组处,相关医生再通过视频控制操作它的手臂。但操作DaVinci机器人的医生往往需要进行现场操作,无法进行远程控制。

对此,契扎克表示,DaVinci还有很大的改进空间。他表示:“为什么外科医生非要在手术现场呢,如果路途遥远,或许病人根本无法坚持到医生到场。我们希望仅通过高速互联网,外科医生就能够远程操控机器人进行手术,这样给双方都带来了很大的便利,并且也争取了宝贵的治疗时间。

萨塔瓦表示,远程手术方案对于身处战场的士兵而言意义非常重大,很多士兵很可能因这项技术而保住自己的生命。(来源:每日电讯报,编译:残剑)

陈雅娟 本文来源:网易探索 责任编辑:王晓易_NE0011
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