除了想讓你再活500年，這條蟲子現在還想給精子當馬達_風聞

本文原創於微信公眾號：差評  作者：差評君

　　俗話説得好，傷筋動骨一百天。

　　但你有聽過做心臟手術，從住院到出院一共就花三天的嗎？而且不開胸，不打麻藥，創口也才幾毫米。

　　雖然有點就像某莆田系醫院的廣告，但這一切屬實。。。

　　因為隨着手術技術的進步，以前動不動就電鋸開胸的那套，正逐漸成為過去。

　　各種創傷小、疼痛輕、恢復快的微創手術正在成為現實。（ 本文無廣告，請放心食用 ）

　　就拿差評君的某位同事為例，前不久，他就剛剛經歷了場心臟手術。

　　而手術的目的，是為了堵住心臟左右心房間的卵圓孔。

　　原因也很簡單，因為這孔要是不堵，人就容易癱。。。

　　當我們還在孃胎裏的時候，營養物質和氧氣就全靠這個小孔送至全身。

　　生出來後我們可以自己呼吸和嘬奶了，它的使命也就結束了，就會逐漸自行閉合。

　　要是不幸沒有閉合的話，得偏頭痛、腦梗、心梗、癱瘓等疾病的概率，都會比一般人高不少。

　　沒有閉合，就會導致靜脈血（ 一般髒東西比較多 ）亂流進入左心房，如果它還被泵到全身各處，那就容易形成血栓了。

　　在一般情況下，我們會用上面的傘狀封堵器來堵它。

　　在過去，完成這一套操作，電鋸開胸伺候是免不了的。有多危險多麻煩大家可以百度圖片：開胸手術。（ 膽小勿搜 ）

　　但現在，微創手術可以把封堵器放在導管裏，再在血管處開個一兩毫米的小孔，把導管插進去，一直懟到心臟那塊。然後打開封堵器把孔堵住，之後抽出導管，手術就結束了。

　　全程甚至還不用打麻藥。（ 當然這也分人，畢竟這導管在身體裏捅的過程中，還是相當疼的。 ）

　　總得來説這套操作除了傷口小外，速度也快，全程大概也就二十多分鐘。

　　然而就當我還在感嘆醫療技術的進步時，差評君卻發現這些技術的未來，或許會更加讓人驚喜。

　　因為在不久之後，可能連微創手術都算是 “ 落後技術了 ”。

　　這可不，最近科學家們又搞出了個微型生物機器人，而它能做的事兒可就更多了。

　　其實啊，在此之前純機械形式的微型機器人就一直是科學家們研究的重點。

　　它們也已經在靶向給藥、測量細胞器模具等多個場景上試用了。

　　但是要想製造出數百微米甚至數微米的微型機器人，以目前製造工藝和裝配技術來説幾乎不可能。

　　那既然造不出來，何不找個現成的？於是乎，主角微型生物機器人便出現了。

　　不同於機械部件裝配的機器人，它是對活的生物進行控制從而改造成的。

　　因為生物體本身就是個完美的 “ 機器人 ”，重要的是不少的微生物它足夠小，大概也就幾毫米到幾微米。

　　如果想出合理的控制方法，就能很好地解決了上述的瓶頸。

　　而科學家們選中的生物，便是秀麗隱杆線蟲。

　　選它的原因也很簡單，因為相比其他的蟲，它無毒無害，不寄生，體型還小，僅 1.5mm。

　　而且秀麗隱杆線蟲全身僅有 302 個神經元，控制起來也簡單。之前就一直被用於細胞凋亡現象的研究，也就是抗衰老治療，這研究據説能讓人活到 500 歲。

　　另外，它身上可是揹着三個諾貝爾獎，堪稱線蟲界的愛因斯坦。

　　那麼蟲子有了，咋控制呢？為此，學者們就採用了一種叫 “ 光遺傳運動控制 ” 的方法。

　　簡單地説，就是給它造個新腦子，並用光控制它。

　　大概步驟就是先 “ 廢 ” 了它原來的腦子，之後利用巴拉巴拉（ 機器視覺、運動控制、導航算法等技術 ）為線蟲重新造一個新大腦，新大腦接手控制身體的各種運動，從而使線蟲完成某些在微米環境下的特定任務。

　　而控制的任務，則靠光遺傳學技術完成。

　　因為這線蟲對光很敏感，激光可以在數毫秒內讓細胞處於興奮或抑制狀態，這速度比肩我們大腦本身對細胞的控制速度。

　　所以呢，我們需要一台激光發射器，它是由一個倒置的顯微鏡改裝製成，需要計算激活線蟲肌肉細胞所需要的激光強度函數，也就是説這套激光的設定專屬於秀麗隱杆線蟲。

　　舉個不是太恰當的例子來解釋一下，大家應該都熟知膝跳反射吧，敲一下膝蓋下方部位小腿會不受意識控制的抬起。

　　好比膝跳反應，在線蟲控制過程中，我們用特定的激光照在線蟲身體的哪塊，哪塊就會相應的運動，運動的形式可以參考蛇爬行的狀態。

　　當然，會動只是第一個小目標，動的有模有樣才是我們想要的。

　　那就得多找點蟲子來學習一下 “ 別人 ” 都是怎麼爬的。

　　所以，科學家們採集了數千張線蟲自然爬行時的照片，運用機器學習技術學習蟲子的運動。

　　再由學習訓練好的計算機，來操縱激光束控制線蟲，從而掌握線蟲控制的主導權。

　　那蟲子怎麼知道它爬到哪了呢？所以，就得再給它加一雙眼睛。

　　加上運動控制和導航算法，賦予了線蟲一個可以感知全局的大眼。學者們甚至可以精密的操縱線蟲避障並且一次性的通過人造微型迷宮。

　　這樣，一隻微型生物機器人就算是改造完成了。

　　那這蟲子造出來都能幹點啥呢？或者説這套光遺傳學技術能幹點啥呢？

　　我們不妨就開個腦洞大膽設想一下。

　　對於某些癱瘓患者的病症（ 説白了也是大腦失去了對於肌體的控制 ），我們或許能用特定的激光，刺激他們的肌肉細胞組羣，讓癱瘓患者重新動起來。

　　這不比那動不動就剖開腦子植入芯片的腦機接口技術安全得多？

　　除了治癱瘓，我們也可以用蟲子清除血栓，血管裏的它們會像個推土機一樣，掃清一切雜質和垃圾。

　　再比如在人工授精這塊，把精子原有的 3 缸 1.5t 的鞭毛，直接替換成 8 缸 4.0t 的生物機器人尾巴，直接贏在起跑線，卵子勢在必得。

　　科學嘛，最初不都是來源於大膽的想象。

　　不過話説回來，除了上面這些前沿的醫療技術，其實還有層出不窮的新科技不斷在我們周圍面世。

　　雖然大家總説前沿科技離我們很遠，尤其是前沿的醫療技術，但是當你不可避免的需要接觸它時，這些技術在驚歎你的同時依舊能夠帶來足夠的安全感。

　　**撰文：**雅鑫   **編輯：**面線 & 江江   **美編：**煥妍

　　圖片、參考資料來源：

　　Science Robotics — Toward a living soft microrobot through optogenetic locomotion control of Caenorhabditis elegans

　　智東西 — 用機器“大腦”操縱活線蟲運動，微型機器人新研究登 Science 子刊

　　知乎 — 光遺傳學：一項註定要得諾貝爾獎的技術

　　知乎 —【趣味模式生物】體態優雅的秀麗隱杆線蟲

　　Advanced Materials — Bioinspired Soft Microrobots with Precise Magneto - Collective Control for Microvascular Thrombolysis

　　百度圖片 — 微創手術；膝跳反射；卵圓孔未閉合；介入封堵術