蒋多多| 生命的探索 前哨科技-小分子简读
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《科技前哨》
深度剖析全球12大热点技术产业机会
这是“小分子”与您分享的第7本书
主编：王煜全
出版： 2018.4
不管是信息技术还是人工智能，其规则是人类制定的，我们今天要讲的生命健康领域，其规则却是自然制定的，人类对其知之甚少。也正因为如此，生命才如此有魅力，吸引无数人前赴后继探索其中的奥秘……
1
微生物的连接
作者：杨帆，内布拉斯加州大学植物病理学博士
我们每个人的肠道里，都有着数以百亿计的细菌，我们称其为肠道菌群。肠道菌群与生俱来，具有可遗传性。而与人类基因组不同，肠道菌群相对不稳定，会随周围的环境发生变化，比如你多吃了几顿火锅，或者过度节食，都会对菌群产生影响。
肠道菌群除了帮我们消化食物之外，还与免疫系统息息相关，甚至能影响到距离它十万八千里远的大脑中枢神经。
人类对微生物菌群的探索越来越强烈，在不久的将来，或许我们可以见到细菌药物，通过菌群来改变我们的身体状况，解决失眠、肥胖等小问题，甚至治愈疾病。
2人类芯片——制药公司的新工具
作者：尚午，美国马里兰大学生物工程系博士
我们都知道，药物研发是一个耗时耗力耗财的过程。当一个药物在正式开始临床试验之前，都得先经过临床前试验。传统的临床前试验大多在动物模型上开展，动物模型有诸多缺点，其中最大的问题是动物模型可能无法准确模拟人体系统。不少在动物模型上有效的药物，转到人体内就不行。
为了提高模型的可靠性和药物研发成功率，科学家们将目光转向了“人体芯片”。所谓人体芯片，就是指先在微流控芯片中搭建一个目标组织或器官的三维模型，然后将人体细胞培养在模型上。这种芯片能更准确模拟人体目标器官三维微观环境，具有样本量少、精度高、多功能和自动化等优点，增加了药物筛选的准确性和可靠性。
目前，已经成功研制的芯片有肠道芯片、肺部芯片、心脏芯片、血管芯片、肿瘤芯片、胎盘芯片、人眼芯片和人体芯片。文章剖析了这些芯片的应用前景和所面临的挑战。
3脑机接口让“黑客帝国”变成现实
作者：杜乾，纽约州立大学上北医学院博士，在神经科学和认知科学领域有深入的研究
什么是脑机接口？简单来说，脑机接口就是实现生物脑与机器互联沟通的技术。通俗得讲，就是让人通过“意念”控制外物的技术。在现实生活中，这项技术可以帮助残障人士操纵外界设备、为盲人和聋人重建缺失的感官、让普通人提高工作效率和生活品质。人工耳蜗就是一个很好的例子。
目前，脑机接口分为读取型和刺激型，侵入式和非侵入式。侵入式脑机接口科研成绩斐然，应用价值高，但目前还没有到大规模临床应用的程度。非侵入式脑电图接口的科研和实践都已经有了很多成果，发展的方向在于结合更多技术，应用于更广泛的领域，大数据的积累和挖掘是其近期值得期待的爆发的。
4人造胰腺为糖尿病患者带来新的曙光
作者：孙庆楠，从事基于强化学习及自适应控制方法的人造胰腺的研究，现为瑞士伯尔尼大学ARTORG生物医学工程研究中心在读博士研究生，师从Stavroula Mougiakakou教授
糖尿病是一种大家都不陌生的代谢性疾病，对于I型糖尿病患者来说，日常监测血糖和注射胰岛素成了生活的一部分，给患者带来了不小的负担，人造胰腺或许能为患者带来新的曙光。
人造胰腺并非植入体内的一个胰腺器官，而是由连续血糖监测仪、控制器、胰岛素泵和人体构成的一个闭环回路。
连续血糖监测仪每5mins自动进行一次血糖测量，并将血糖变化的动态数据发送到便携式终端。然后控制算法对接收到的血糖数据进行计算，将适合患者的胰岛素剂量发送到胰岛素泵，胰岛素泵接收到指令后便会自动进行胰岛素的输注。
通过这一套系统，患者不再需要每日多次的指尖采血和人工注射胰岛素，大大减轻了患者的负担，同时也避免了人工测算不准而造成的胰岛素输入量偏差。不过，目前这套系统价格高昂，是个不小的经济负担，期待未来有更好地治疗方案，造福更广大的糖尿病患者。
5干细胞技术——梦想何时照进现实
作者：裴唯珂，海德堡大学德国癌症研究中心在读博士生，论文曾发表于国际顶级杂志《自然》上
除了上文讲的人造胰腺外，人工胰岛未来也有望成为糖尿病患者的福音。人工胰岛并非一套仪器装置，而是哈佛大学干细胞研究所的掌门人梅尔顿教授用干细胞制成的胰岛细胞。这些胰岛细胞由人类胚胎干细胞培养而来，能安全有效并长期在人体内工作。
此外，通过造血干细胞治疗艾滋病，将人工小肠打造成一种新型的药物筛选和测试平台，用人工角膜恢复视力……干细胞领域可谓是当代生物医学最活跃的领域之一。
虽然在利益的驱使下，目前干细胞行业乱象丛生，但我们相信，大浪过后，真正的金子总会发光。
好啦，关于肠道菌群、人体芯片、脑机接口、人造胰腺、干细胞技术我们就分享到这。不知道还有哪些令人兴奋的黑科技呢？欢迎在留言区和大家分享哦^_^
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