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電子生化眼
芬蘭人特霍患有色素性視網膜炎,這種遺傳病破壞了視網膜上的感光細胞,進入中年後不久,他就完全失去了視力。幾年前,德國圖賓根大學的研究人員將一塊芯片植入特霍的視網膜。這塊芯片替代了視網膜損壞的感光細胞(即視杆細胞和視錐細胞)。芯片上有1500個小方塊,每個小方塊都含有一個光電二極管、放大器和電極。當光線照在一個光電二極管上時,就會產生微弱的電流,經過放大器增強後,傳送到電極上,刺激附近的雙極細胞產生信號,再通過視神經傳送到大腦。照射在光電二極管上的光線越多,產生的電流就越強。
植入視網膜的芯片為特霍打開了一扇面向世界的窗戶,讓他可以看見約1米外一張A4打印紙大小的范圍。通過這扇窗戶,特霍可以分辨出人和物體的基本外形和輪廓,尤其是在明暗反差強烈的時候。這戲劇性地改變了特霍與這個世界互動的方式。他10年來第一次能夠看見和辨認一些物體,比如餐具和水果,讀出大字體印刷的字母,認出自己的親人。
此後,研究人員不斷進步,讓植入芯片變得更安全和輕便。最新的芯片是無線的,到目前為止已經移植到了10個人的眼睛內。病人還可以自行調節視野的亮度和對比度。
撰文費裡斯·賈巴爾(Ferris Jabr)
一些微小的顆粒可能會解決醫學上的一個重大問題。這些所謂的納米顆粒,直徑只有幾納米(一納米為十億分之一米),500個這樣大小的顆粒排列在一起,纔有一根頭發絲那麼寬。科學家正在對它們進行改造,希望用它們完成多種任務:將藥物輸送到人體的特定部位;獲取更清晰的器官影像……現在,它們又多了一種用途,科學家想用這些微小顆粒來探測癌細胞,不論它們藏在哪裡。
目前,只有當腫瘤大到在掃描圖上看得見時,常用的成像工具纔能檢測到它們。而納米顆粒,則可以在一個由1000萬個正常細胞組成的樣本中發現單個癌細胞。納米顆粒還可以幫助醫生區分腫瘤是在惡性生長,還是進行性炎癥,或是良性病灶。理論上,通過這項技術,醫生還可以知曉癌癥生長的速度,應該采取怎麼樣的治療措施。
科學家還想制造一些特殊的納米顆粒來執行多重任務,比如能在磁共振成像、正電子發射斷層掃描等檢測過程中顯示腫瘤,乃至輸送藥物。有了這樣的納米顆粒,醫生就可以確認,藥物是不是到達了應該到達的位置,效果怎樣。
撰文凱瑟琳·哈門(Katherine Harmon)
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