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德科学家用牙齿制造人造眼

医案日记 2023-06-15 18:42:28

德科学家用牙齿制造人造眼

据俄罗斯《真理报》4月24日报道,康拉德·希勒博士是德国汉堡市一所眼科医院的主任医师,他发明了一种令人吃惊的方法:用牙齿制造人造眼。

具体方法是:先把牙齿从病人的上颌拔出来,将牙根锯掉,在牙齿上钻上一个孔,把一个树脂玻璃圆座安在这个孔上,并把它粘牢,树脂玻璃圆座将起到新瞳孔的作用。

希勒博士称他已给27名病人进行了眼部手术。(孝文)

科学家创造了地球首个具有生命的机器人,会对人类生存产生威胁吗?

在许多的科幻作品中,机器人都是其中主要的角色之一,他们和人类并无二致,拥有自己的思维、情感。

而这样的机器人正在离我们不远。

《人工智能》里的机器人小男孩

日前,《美国科学院院报》发表来自美国佛蒙特大学和塔弗茨大学团队的最新研究成果,他们设计出了一种可编程生物,被命名为Xenobot(异形机器人)。论文作者邦加德对这种人造生命做了定义:“它们既不是传统的机器人,也不是已知的动物物种。这是一种活的、可编程的有机体。”

这是地球上50亿年以来首个诞生的活体机器人,也是人类首个创造的生命,在某种意义上来说,人类已经成了“神”。

Xenobot的创造过程

细胞是非专业细胞,具有发展为不同细胞类型的能力。研究团队通过计算机来设计生物,如何通过计算机来设计生物呢?

计算机为生物构造块(皮肤和心肌)的动力学建模,并像乐高积木一样使用它们来构建不同的生物解剖结构。进化算法会从大量随机设计开始,迭代删除最差的设计,将其替换为更好的设计。这是计算机内部的“适者生存”的进化。然后选择虚拟现实中最合适的设计,用真实的生物组织构建出来。

而这种仅为0.7毫米的人造生命就是透过超级计算机运行的“演化式算法”所设计,该活体机器人由佛蒙特大学研究人员利用该校的“深绿”超级计算机设计,然后由塔夫茨大学的生物学家完成组装和测试。研究团队利用“演化式算法”,根据设定的任务(如朝着一个方向移动),基于青蛙皮肤和心肌细胞生物物理基本规则,为新的生命形式创建了数千个候选设计方案,并从中选取出最有前途的方案进行测试。他们收集了非洲爪蛙的胚胎干细胞,将其分离成单个细胞进行培养,形成皮肤细胞和心脏细胞,然后使用微型镊子和电极,将这些细胞切割并按设计方案进行连接。这些细胞被切割并重塑成由超级计算机设计的特定“身体形态”,即“自然界从未见过的形态”。从而重组成了一种全新的生命形式,

从论文里可以看出,青蛙皮肤(下图中绿色部分)和心肌(红色部分)。两者均来自从囊胚期非洲爪蟾胚胎细胞。这些组织会自然生长出纤毛,但是它们除去了纤毛,产生了会步行(而不是会游泳)生物。

之所以将它们定义为生物,这些生物机器人预先装载了自己的脂质和蛋白质沉积物食物来源,使它们能够生存一周以上的时间,在营养丰富的环境中,它们的寿命甚至可以长达几周,之后停止功能(就合成生物学结构的安全性而言,这是一个积极的特征)。

尽管像地球上的大量生物一样,它们没有大脑,但表现出了功能性行为,具有多种生命特质,如可以在水性介质中移动、具有自我修复能力、可自行生物降解。最厉害的是,即便把生物机器人切成两半,它不仅能把自己缝合起来,还能继续活动。而且,它们不只是能直线行进,也能转圈。,除此之外它们还可以协同工作。虽然它们无法繁殖,但是有些自然发育的生物也不能繁殖。

切开后可自愈

它们和我们传统意义上认知的机器人也并不一样,它们没有闪亮的齿轮或机械臂。取而代之的是,它们看起来更像是一团移动的肉团。

显微镜下,这些小小的“肉团”在液体中忙个不停,时而向前,时而往后,时而转圈圈。只要往其中滴入一些细胞碎屑,它们就会将碎屑聚拢成一堆。如果在某个小“肉团”的背上轻弹一下,它就会立即躺倒,像只四脚朝天的乌龟。

它们的行为令人联想起追逐猎物的扁虫和水熊虫。水熊虫体型虽小,却五脏俱全,能完成一系列复杂行为。

研究人员表示。Xenobots可用于清除放射性废物,在海洋中收集微塑料,在人体内部运输药物,甚至进入我们的动脉以清除斑块。活体机器人可以在水性环境中存活几天甚至几周,而无需额外的营养,这使它们适合体内药物输送。

除了这些直接的实际任务,活体机器人还可以帮助研究人员更多地了解细胞生物学,从而为人类健康和长寿的未来发展打开大门。

研究团队表示:一旦我们弄明白细胞在合适的刺激条件下,可以构建哪些特别的结构,对于“再生性医疗”的研究就可能取得新的重大突破,而且会推动机器人、通讯系统和AI平台的新研究。

目前的长期目标是:弄清活体细胞构建特殊结构的能力,并利用这个能力解决现有微操技术无法直接解决的难题(比如构建人造眼、人造手等)。

但是我们要知道的一点就是,这些机器人的长度之所以不到一毫米,是因为科研人员通过计算机将它们等比例缩放的结果,如果有一天一些科学家制造出了和人类同等体积的活体机器人,那么人类该如何对待?

研究团队也坦言这项工作引发道德问题,特别是考虑到未来的“活机器人”可能具有神经系统,并具有认知能力,进而变得更加活跃,研究团队也同时强调不太担心会对人类构成威胁。

不过科研人员也的确观测到一些奇怪的现象,尽管它们是被研究人员编辑、表现出特定行为的机器,但这些没有大脑的“肉团”的行为非常诡异。“它们会时不时地改变自己的运动方式。”如果遇上了其它单独存在的细胞,它们便会将这些细胞驱赶、聚拢到一处。两个Xenobots可能会与对方结合,如同一对“神仙眷侣”。如果Xenobots中间有个洞,甚至还能拾起其它物体、带着它四处移动。

另外这些xenobot是由人类创造,但是创造者也不知道xenobot的细胞(或者说所有细胞)是如何互相交流、产生各种复杂行为的。也就是说xenobot的发展超乎了创造者的想象!

这让人不得不思考,当活体机器人不断发展,人类作为它们的“上帝”,能否彻底驾驭它们呢?1940年科幻作家阿西莫夫提出了著名的机器人三原则:

第一条:机器人不得伤害人类,或看到人类受到伤害而袖手旁观.

第二条:机器人必须服从人类的命令,除非这条命令与第一条相矛盾。

第三条:机器人必须保护自己,除非这种保护与以上两条相矛盾。

随着科技的发展,不知道是不是会有哪位科学家跨过这条禁忌之门,从而打开潘多拉魔盒,将人类带向未知的未来呢?

人们常说的木乃伊是如何制作的,古埃及不止法老制作木乃伊吗?

公元前450年至公元前440年,古希腊历史学家希罗多协游历了古埃及,对木乃伊的制作方法和传统进行了认真考察,并记录下了宝贵的历史资料。

法老去世后,他的尸体被送到专门净化尸体的地方——衣部,在这里用苏打水清洗之后,被交到祭司的手上进行尸体处理。祭司们先将松脂涂在法老的面部,防止面部的腐烂变形,然后用一根管子从鼻孔穿到颅腔中,不停地搅拌把脑浆破坏掉,然后再用细长的管子抽取出来,古埃及人认为脑浆是没有用的东西,因此并不保存,他们把香料和药物填充到被抽空的颅腔中,一方面保持脑袋的形状,一方面防止内部腐烂。

接下来是处理内脏的程序,内脏器官是人体最容易腐烂的地方,因此祭司们要将肝、肠、胃、肺等全部摘除。他们用一把清洗过的刀子切开尸体的腹腔,小心翼翼地将肝、胃等器官切下来,放入食盐中将水分吸干,再涂上松脂和食油,然后分别装入罐子中,这样的罐子中,这样的罐子叫作“篷罐”,里面放有香料和药物,可以进一步防止器官腐烂,这些罐子被放在陵墓中距尸体不远的地方。但到中王国时期,处理过器官不再装入篷罐,而是用亚麻布包裹起来重新放入木乃伊的胸腔,据说这样有利于法老的复活。

在处理内脏器官的过程中,最大的忌讳是弄破心脏,因为古埃及人认为心脏是人的‘智慧之源’,一旦切除或者弄坏,法老们将不能复活,所以心脏一直被保留在胸腔中。祭司们用碱粉和食盐吸干心脏的水分后,再用棕油清洗一遍,然后把一个甲虫形状的护身符放在心脏的位置,作用是保护心脏不受损害,整个过程务必要保持心脏的完好无损。《亡灵书》就曾记载,在处理法老内脏的时候有三班卫士轮流监视,如果祭司不小心弄坏了法老的心脏,他将被处以死刑。

内脏器官处理完毕后,祭司们用棕油将尸体的胸腔和腹腔清洗一遍,然后放入成包的苏打、泡碱粉、沥青等填充物,把尸体放到铺满泡碱粉和食盐的床上,对整个躯体进行脱水处理。40天后,取下尸体,把胸腔里的脱水物质取出,再次放放桂皮、松香等防腐剂,以保持腹部不变形,然后用细小的针将胸腔缝合,并贴上一块画有何露斯眼睛的皮。古埃及人认为何露斯的眼睛代表复活的力量,对法老的尸体具有神秘的保护作用。

至此,木乃伊的制作大体完成,法老的尸体被送到化妆师那里进行化妆整形。化妆师用牛奶、葡萄酒、香料、蜂蜡、松脂和柏油等物质做成颜料,按照法老的面目轮廓,画出清晰的线条,防止由于处理木乃伊导致的面貌模糊。化妆师还给木乃伊戴上假发,穿上漂亮的衣服,佩上珍贵的首饰。由于法老死后眼窝深陷,化妆师和祭司们往往给它们填充上石头或亚麻。到拉美西斯三世时期,人们开始制作人造眼球,通过烧烤制作出栩栩如生的瓷眼球,放入法老的眼窝,这样法老的面目就显得非常生动和形象了。

最后,工匠们在尸体上涂上一层松脂,把法老的双手交叉在胸前,然后开始用亚麻布包裹。包裹过程被认为是与人间告别的开始,因此整个过程庄严而神秘。工匠们把用棕榈油浸泡过的麻布一条一条地沿着干尸的四肢和躯干小心翼翼地包扎,不能留出一丝空隙。当包裹到面部和以及部位时,旁边的祭司会进行祈祷和念咒语,工匠们有时还要把一块护身符放在亚麻布之间,护身符一般做成甲虫形状,或者刻有何露斯的眼睛等形状。当尸体包裹完毕后,木乃伊制作便告完成,整个过程一般要花费70多天的时间。

事实上,在不同的时期,木乃伊的制作方法和水平也有很大的不同。在古王国的早期,法老的内脏并没有被切除,因此极易腐烂,到第四王朝时期开始了内脏处理程序;在中王国时期,人们更加注重对法老的化妆,他们要用黑颜料描绘出法老的眉毛、胡子以及五官轮廓等;在新王国时期则是要把脑髓全部去掉,有的木乃伊还要把脚趾甲全部去掉,然后用麻布把脚趾包起来。另外,在木乃伊制作过程中,从法老身上切下的碎片并不是随意扔掉,而是把它们收集起来包裹好,随着木乃伊一起下葬,因为这些东西属于法老的一部分。

在古埃及,人们普遍相信人能够在死后复活,因为北非只有法老才制作木乃伊,普通埃及人死后也要制作木乃伊,不过他们的制作过程要简陋得多,他们往往在胸腔内填入杂草、木屑或芦苇作为干燥剂,然后放在沙漠地带进行脱水处理,这样制成的木乃伊效果较差,因此很少能够长时间保存。

从现代科学来看,死后复活是荒诞不经的传说,经过脱水处理的干尸木乃伊要复活更是不可能的,但古埃及人在制作木乃伊的悠久历史中逐渐掌握了高超的医学和解剖技术,掌握了药物合成和防腐技术。1862年美国考古学者爱德温.史密斯在埃及卢克苏尔发现了一部纸草书稿,大约是公元前1600年的抄本,上面系统介绍了人体的构造,列举了48种病例,对病症作了详细描述,并把它分为可治、难治、和不可治三个类别,后来这部书稿被称为‘爱德温.史密斯纸草‘,成为古埃及最重要的医学文献。可见,古埃及的医学水平已经取得了非常高的成就。

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