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纳米科技助人长生不老,听起来有点玄?

2017-09-04 14:24:08 | 来源:广州日报 | 分享
  前些日子,美国未来学家发出惊天预言,声称人类将在十多年后开始实现永生,其中所提及的纳米科技尤其受到瞩目——在未来,不仅可以让纳米机器人接管免疫系统,这些隐藏在血液中的微型机器人,甚至还可以逆转衰老过程。在2029年,人类真的可以在纳米技术的帮助下实现永生吗?
 
  一种预测
 
  2029年人类将实现永生
 
  在这个科学技术日新月异的时代,关于对人类未来的“预言”,我们总是能够从“科学狂人”的口中听到。譬如说不久前,谷歌首席未来学家雷·库兹韦尔在接受专访时就表示,人类将在2029年开始实现永生。
 
  比尔·盖茨曾经这样评价他——雷是我知道在预测人工智能上最厉害的人。因为雷·库兹韦尔的“预言”,大都建立在生物科技发展的基础上,看似狂妄之语,也并非那么不切实际。雷·库兹韦尔声称,生物科技正在为临床医学带来一场革命,在未来的一二十年内,它将让医学彻底改头换面。在他所提及的高新科技中,最令人瞩目的,是科学家们正在开始重新改造过时的“生命软件”,即人体内被称为基因的23000个“小程序”。通过重新编程,他们将帮助人类远离疾病和衰老。到2020年左右,将开始使用纳米机器人接管免疫系统;到2030年,血液中的纳米机器人将可以摧毁病原体,清除杂物、血栓以及肿瘤,纠正DNA错误,甚至逆转衰老过程。
 
  “我们的免疫系统非常挑剔,导致我们得到各种如过敏、自身免疫性疾病甚至癌症等疾病。”库兹韦尔举例,“比如说,免疫系统对癌症几乎不起作用,它认为癌症是人体内的正常细胞,所以不把癌症当作敌人。同样,它对逆转录病毒也不起作用。免疫系统对我们以后的生活帮助不大,因为它并不是为了达到长寿而演化出来的。”在他认为,未来的纳米机器人将可代替T细胞——一种与我们的免疫系统有关的血细胞;如果能让细胞攻击癌细胞,那么就有机会缓解病情。
 
  未来科技
 
  纳米机器人进入人体消灭病毒
 
  不知道你是否还记得,在电影《惊异大奇航》中,科学家把变微小的人和飞船注射进人体,让这些缩小的“参观者”直接观看到人体各个器官的组织和运行情况。没错,这就是人类关于纳米机器人最早的猜想。
 
  提起“纳米”,我们马上会想到“非常小”。“纳米”是一个长度的度量单位,又称毫微米;说得专业一点,1纳米相当于4倍原子大小,比单个细菌的长度还要小。关于“纳米技术”一词其实由来已久,这种用单个原子、分子制造物质的科学技术,以许多现代先进科学技术为基础,在未来将引发一系列新的科学技术——纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学。而纳米机器人,无疑是纳米生物学中最具诱惑力的内容。
 
  “纳米机器人”是机器人工程学的一种新兴科技,这个概念由诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼所提出,他认为,人类未来有可能建造一种分子大小的微型机器,可以把分子甚至单个原子作为建筑构件,在非常细小的空间里构建物质。广义上来讲,只要在纳米尺度能够进行运动和操作的系统都可以叫做纳米机器人。或许用不了多久,个头只有分子大小的纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活,而且还是未来人类的体内医生——当你感冒发烧时,不需要再去医院打针吃药,取而代之的是在你血液里植入纳米机器人,让它们在体内探测出病毒源头,并到达病毒所在处“消灭”它。
 
  专家声音
 
  靠谱 通过编程,纳米机器人可杀死癌细胞
 
  因为身型迷你,因此极限环境是纳米机器人“施展才华”最重要的舞台,它们能够在人体内部精密组织中的定点药物投送、靶向治疗方面,大展拳脚。曾在2010年,美国科学家研制出一种DNA构成的纳米蜘蛛机器人,这些只有4纳米长、比人类头发直径的十万分之一还要小的“医生”,可以按照DNA的轨迹实现启动、移动、转向和停止等功能,科学家可以通过编程来辨别癌细胞并且控制纳米蜘蛛杀死癌细胞。
 
  让微型机器人在我们的血液中与疾病战斗,这听起来像科幻小说一样。按照库兹韦尔预言,未来的纳米机器人将可代替 T细胞,如果能让T细胞攻击癌细胞,那么就有机会缓解病情。他希望以纳米机器人取代人体的T细胞,进一步改善这一疗法。那么问题来了,“T细胞”究竟是何方神圣,在我们人体的免疫系统中充当着怎样的角色?
 
  北京师范大学生命科学学院梁前进教授告诉记者,在人类免疫系统中发挥重要功能的T淋巴细胞(T细胞),来源于成体骨髓中的多能干细胞(淋巴干细胞)或胚胎的卵黄囊和肝脏。T细胞在胸腺中分化、发育成熟以后,再通过淋巴和血液循环分布到人体全身的免疫器官和组织中,承担免疫的功能。
 
  “需要指出的是,T细胞当然不是外表上或内含物可与普通细胞相混的‘平常细胞’。在T细胞的细胞膜上具有很多以表面抗原和表面受体为主的、与细胞膜上的巨型蛋白分子结合的特殊标志物。而且,不同的T细胞还能发挥不同功能。”他介绍,比如说细胞毒T细胞作为“杀手”或细胞毒器,可以杀灭有特殊抗原反应的目标细胞,而记忆T细胞,则在再次免疫应答反应中发挥重要功能。
 
  玄乎 医用纳米技术仍处于试验阶段
 
  无论从免疫细胞的发生、成熟,还是从其获得特异标记、产生独特功能上,T细胞和整个免疫系统的功能都很复杂,其中的奥秘很多,目前并未完全解析。梁教授表示,要想用人工创造的工具模拟或替代免疫细胞或免疫系统,是很困难的。就像疾病治疗实际上是医疗手段、药物与人体自身条件的协同效应一样,纳米技术等所产生的医疗手段必将是在与体内细胞生理或分子生理作用相配合才能奏效的。
 
  “尽管基因组研究大体揭示了人类基因的规模,基因功能的研究成果层出不穷,但离完全解析人类基因本质和遗传特性还十分遥远。在这样的条件下用人工创造的产品去解决所有在复杂遗传控制下的生理、病理问题的目标,是不容易实现的。”但梁教授认为,这不影响人们对已经清楚发病机理的病症,或已经清楚分子机理的病变实施有针对性的“微手术”。
 
  正如我们有常识的人都不会妄想“长生不老”,但对蒸蒸日上的医疗、精准医疗和预防医疗的前景充满信心。梁教授告诉记者,纳米医疗技术在这方面的前景是可观的。作为一种机器人工程学新兴科技,研制纳米机器人的技术属于分子纳米技术。这一技术以分子水平的生物学原理作为原型,设计、制造可对纳米空间事件进行操作的“功能分子器件”。纳米机器可注入人体血管,进行健康检查和疾病治疗,必将越来越有利于医疗。
 
  “就目前来说,医用纳米机器人总体还处在试验阶段。纳米机器用于人类健康的保驾护航,还任重道远。我们为从事纳米技术研究的科技、工程人士加油!”他说道。

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