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人体与机器结合的技术可以创造哪些医疗奇迹?

发布时间:2023-05-20 12:00来源:www.51edu.com作者:畅畅

随着当代科学技术的迅猛发展,我们已经开始将过去数十年发展的分子生物学、材料科学、计算机科学和人工智能等分析工具转化为工程工具。凭借这些工具,我们正在认识自己有多大能力在生命活动的最基本的水平上把握生命,尤其是人类的生命。

许多从前的科幻已经走进了现实,其中人体和机器结合的技术,为病患治疗和康复打开了广阔的前景。人和机器结合,最大的好处可以“复制”和“强化”生命的某些功能,在医疗和康复领域贡献尤为巨大。

例如,已故物理学家霍金(Stephen W Hawking),因罹患肌肉萎缩性侧索硬化症,全身瘫痪,不能言语,长年被“禁锢”在特制的轮椅上,仅三根手指和两只眼睛可以活动。但他能够通过一个专属机器人――语言合成电脑――把他有限、微小的身体局部动作转换为电信号语言,与他人进行交流。他前迅与这台机器人结合,使得霍金获得了最基闹悔罩本的人的尊严。

霍金与电脑机器人结合的例子,仅仅是以物理学为基础的人―机“初级工程”。现在的人与机器结合的技术正在变成主要以分子生物学为基础的学科。

美国麻省理工学院(MIT)人工智能实验室主任布鲁克斯(Rodney Brooks)教授坦言,他们已经将程序编入结合成基因组的DNA序列,培养细菌机器人,目标是精密地控制生命系统的遗传。培养肌肉细胞,可以作为简单机器里的驱动者,例如无缝安装在残疾人身体上的假肢。

目前,硅、钢和活细胞机器人合体技术已经进入人类的身体。早先从事这些实验的临床医生,他们努力去修复伤残退化的躯体。我们很早就有了心脏起搏器,后来又有了人造心脏。

今天更复杂的神经修复术正在普及。数以万计的失聪者在他们的耳蜗移植了永久的助听装置。该装置提供多于6个频率的波段,直接刺激耳蜗里某个位置的神经。患者可以通过电流对外围神经的直接刺激来听――更具体地说,通过硅和神经回路的组合来感觉声音。

布鲁克斯教授介绍说,如果类似的视觉移植也同样有效,视网膜病变的患者将成为最大的受益者。科研工作者正在测试,把硅摄像机芯片植入人的视网膜,然后,直接把图像元素与视网膜神经联结起来,或者通过有线或无线将图像发送到大脑后部的视觉过程区域。这种微型机器人器官的植入实验已经取得进展,从技术上看,成功的视觉移植比耳蜗移植更难实现。然而,科研团队相信,视网膜移植最终会像耳蜗移植那样变得很寻常。

有些四肢瘫痪的伤残患者,脊椎骨甚至严重损伤,不能说话,呼吸困难,需要呼吸机器。现在,通过大脑的神经移植,患者只要通过意念就能指挥电脑鼠标。通过这种方式,他们又能与外界交流了,并对交流有一定的控制能力。他们还能选择想在电脑显示器上看到的东西,或许还能下命令、发电子邮件。在某个深度实验中,他们能控制在日常生活中帮助他们的机器人。科研人员乐观地相信,这些人与机器结合的技术发展下去,其适用范围和适应能力还将与时俱进。

许多实验还在MIT的AI实验室进行,比如,系统训练脊髓损伤者的肌肉,重新联通帕金森症等类似疾病患者的神经信号,医生把硅和钢植入了病人的身体。所有这些实验为患者重新找回大脑关键区域的适应能力带来了希望。例如,一名四肢瘫痪女性的脑部被植入传感器后,她可以操控手臂去拿起茶杯。

一项旨在强化我们生物本能的实验正在MIT实验室进行。在处于某个关键生长阶段的老鼠的大脑中植入额外的几层神经细胞,它会变得比没有经过细胞移植的同伴更聪明。我们更熟悉在儿童时期控制我们大脑生长的荷尔蒙平衡,也许我们可以在成年的大脑中添加一点神经元,来提高部分智商(IQ),恢复我们小时候的记忆能力。

科学家还预言,不久以后,人和机器结合的技术,可以将临床手段有选择地加以应用。例如,眼睛健康的人都可以选择一个对红外线或紫外线辐射敏感的器件,安装在自己的某一只眼睛里。我们也许还能够直接在大脑安装无线电连通的互联网――当然,不知道用它浏览网页将会是什么样的体验。

伴随技术的发展,将使得我们拥有许多新的生物能液闹力。医学专家不但能在受精时刻干预和选择婴儿的性别,还能够选择许多体貌、精神和性格的特征,这可不是寻常的事情。我们已经看到,仅仅决定胎儿性别这一点,在某些地区已导致了严重的性别比例失调。可以预料,新的能力将对世界人口的组成产生深远影响。

我们还将有能力改变现有的身体。20世纪末,手术整形和生化美容(如使用肉毒素)已经普及;现在的生物技术可以通过遗传来改变人的身体。这些改变当然是为了延长寿命、增进健康,但也有许多只是为了娱乐和生活格调。

借助于分子生物学和基因工程,人和机器结合的技术在日益发展,我们将面对一堆令人困惑的问题:操纵人的生命符合伦理吗?科学家对操纵生命负有什么责任?一半肉体、一半机器,人和机器结合的未来,我们还是“人”吗?

从前,我们只改变了对我们自己环境、自己在自然界地位的认识。现在,我们正在摆脱自己作为生命和万物秩序的被动观察者的角色,而想成为生命和秩序的操纵者。我们将不愿看到自己被局限于达尔文的进化。

现在我们能选择以明确的方式,作为一个物种,参与这场新的进化。人与机器结合,以科学的名义来操控人的生命将不可避免地产生一些问题和麻烦,那么法律与伦理的边界在哪里?

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