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2012年06月06日 星期三
中青在线

酷爱科幻小说的医学专家做着“超前医学”梦

科幻“离谱手术”不离谱

○编译 史春树 《 青年参考 》( 2012年06月06日   35 版)

    在沙塔瓦的实验室,生物学家将电极连接到一只飞蛾身上,以了解其大脑如何控制动作。他们希望该实验不久后能帮助截肢者用大脑移动假肢。

    理查德·沙塔瓦

    1979年拍摄的电影《外星人》中的画面。未来,我们会把假死当做日常生活的一部分吗?

    控制心跳、假死、用大脑操作机器……“离谱手术”先驱理查德·沙塔瓦博士相信,这一切很快就能成为现实,未来也许还有更多惊喜等着我们。

    沙塔瓦想要成为将一些“离谱”设想付诸实践的先驱

    人的一生中,心脏会跳动25亿次。试想一下,如果可以自由选择何时让其跳动该多好。假如大脑能够控制假肢甚至外部的机器——比如汽车——又有多好。以针剂让受重伤的士兵陷入假死状态,空运到数千里远的医院进行手术;或者就让他躺在战场上,由身处另一个国家的外科医生控制机器人为其手术,是不是很神奇?

    理查德·沙塔瓦博士就想成为这样的外科医生。只要以上情形能在20年或30年后实现,他甚至愿意服下长生不老药,以便届时能亲自操刀。沙塔瓦想要成为“将这一切付诸实践的先驱”。他说,它们并非专属于科幻领域,而是很快将成为现实。

    人们可能会觉得沙塔瓦在痴人说梦。事实上,他一直非常认真地对待这些技术。沙塔瓦曾两次获得史密森保健奖,帮助开发了世界上第一个外科手术机器人,并在美国白宫科学技术政策小组办公室任职。目前,除了在华盛顿大学教书,沙塔瓦还担任美国陆军医学研究与装备司令部的顾问。司令部每年获得数百万美元专项拨款,用以钻研尖端医疗技术。

    让人类假死很难得到认同

    沙塔瓦童年时,酷爱赫·乔·韦尔斯和埃德加·莱斯·巴勒斯等作家的科幻小说。成年后他开始编织富有传奇色彩的美梦。在上世界90年代,驻海湾多国部队针对伊拉克发动的“沙漠风暴”行动中,他担任美方战地医院院长,琢磨如何利用高科技手段在战场上拯救士兵的生命。后来,到美国国防部高级研究计划局工作时,他帮助设计了“外伤救治舱”:一种由外科医生远程控制的机动手术室。

    就像“星际飞船放下座舱接走伤员,接着飞船内的外科医生接诊并治好他的病”——沙塔瓦称,是1955年的科幻小说《星河舰队》给了他灵感。每隔几年,沙塔瓦都会召开科幻作家会议,倾听他们对未来医疗保健的高见。

    沙塔瓦和同事如今正在攻关一系列新技术,争取让人类更强壮、更长寿,并且战胜先前的不治之症。在一间实验室里,生物学家将电极连接到一只飞蛾身上,以了解它们的大脑如何控制动作。他们希望该实验不久后能帮助截肢者用大脑移动假肢。

    另一间实验室在研究“量子点”(少量原子构成的感光性纳米材料),可能有一天被用来给大脑“注入”新信息,以及为老年痴呆症、癫痫和失明患者找到非侵入性的治疗方法。这还没有结束。沙塔瓦觉得,“只有想不到,没有做不到”。

    50岁的马克·罗斯不是普通科学家。他在美国弗雷德·哈钦森癌症研究中心,研究“新陈代谢灵活性”和假死。新陈代谢灵活性是指动物“自动关机”的能力,比如熊的冬眠。

    两年前,罗斯参加了TED(科技、娱乐和设计)大会,介绍了自己的团队如何用硫化氢让老鼠假死。罗斯证明,一战期间曾作为化学战剂使用的硫化氢,能够调节细胞耗氧速度,而降速可以强迫动物休眠。完全进入假死状态的老鼠没有心跳,但细胞也会停止死亡。6小时后,罗斯会让它“起死回生”。他说,让人类假死会对创伤外科产生巨大影响。例如让受重伤的士兵假死,运回医院进行手术后再“起死回生”。

    罗斯承认,想得到医学界领导层的认同非常困难,不过,诱导局部进入假死状态(“让灯光变暗而不是彻底关掉”)会更易被接受。罗斯创立的伊卡里亚公司已成功对志愿者进行了测试。不过,他要获得医用许可还需再等几年。

    假死的时间能算进生命之钟吗?

    硫化氢能否用来延长寿命呢?假如我们每晚上床前服用它,进入假死而不是睡眠状态,寿命会延长一倍吗?

    “我们知道,如果你让其他动物服用并使之完全假死……”罗斯笑着说,“我的意思是阻止了动物的所有活动,无细胞分裂,无DNA的合成,啥也没有——我们不禁要问,‘假死的那一天能算进它们的生命之钟吗’?答案是:不算。”

    硫化氢闻上去有臭鸡蛋味。“自从希腊‘医药之父’希波克拉底开始,几千年来,人类已熟知硫磺泉。为什么不去体验这些有益健康的温泉呢?何况硫磺泉水已装瓶销售了几十年。”罗斯说,如果我们一生中心跳次数是有限的,理论上我们可以控制使用。“只在走奥斯卡红地毯时使用,然后等待下一次电影节盛宴。这样,你的职业生涯将持续许多、许多年。”

    沙塔瓦联想出未来的情景,就像这样:他坐在华盛顿的办公室里操作外科手术机器人,为远在一万公里之外的阿富汗的受伤士兵做手术。士兵的伤情危及生命,必须止血以免损害器官,他被“注射”了一种解决方案,暂时进入假死状态。他需要器官移植,所以沙塔瓦指示转入外科手术机器人模式的电脑,用士兵的干细胞“打印”一个。

    这听起来又像科幻小说了。尽管手术机器人已经面世,沙塔瓦还是想要展示一下最新款。去年,美国维克森林大学医学院的外科医生演示了“生物打印”的最新进展——从字面上讲,就像用人体细胞代替了油墨。未来,他们希望能够打印组织和器官,再也不需要等待捐助者。

    沙塔瓦对如何人为地延长寿命也非常感兴趣。一种方法是使用白藜芦醇,药学家的实验已证明,小动物的寿命可借此延长一年半到两年。美国国家老龄化研究所的研究发现,服药的肥胖小鼠比未服药的小鼠长寿44%。目前正在进行相关人体实验。

    另一种方法是找到细胞死亡的开关。“如果我们阻止酶的生成,端粒(染色体末端的分子)会保持完整、继续繁殖,寿命会更长。”他说。

    “我们可以全天候做手术,不必担心时区,甚至无需给自己消毒”

    在仿生机器人实验室里,霍华德·齐泽克教授和博士生弗雷德里克·赖登,准备演示最新款外科手术机器人“乌鸦”。他们希望“乌鸦”有一天像沙塔瓦曾谈到的那样,可实施远程手术。目前,美国各地的医院都在使用“达·芬奇机器人”做前列腺手术,有时也做修复心脏瓣膜和妇科手术。但是,“达·芬奇”通常由坐在控制台的外科医生控制,而且是在同一手术室里。

    沙塔瓦坐在房间另一边的控制台旁,戴着3D眼镜,演示了如何控制“乌鸦”的机械手拿放小物件。赖登正在研究“触觉反馈和触摸”项目,以便医生实施远程手术。他们能够感受到用操纵杆挤压稀薄的空气,就像手术刀紧压在器官上。

    将“手术刀”移到猪心画面的上方,下推机械手后,就能感受到心脏的跳动,令人不安。齐泽克说,他们也在研究如何在不该触摸的某些解剖结构周围建立“禁飞区”。

    “为什么医生非要与病人同处一室呢?假如你离病人有5小时的航程,护理人员可以将病人稳定下来,而医生通过高速互联网连接,远程实施棘手的手术。”

    他们甚至去年就在加州的莫哈韦沙漠测试了这一理论。华盛顿的外科医生在人体模型上钉了一些小挂钩,因为沙漠中没有互联网,他们使用了盘旋在空中的无人机上的转发器。齐泽克指出,这种做法在地震或海啸之后真的管用。“我们可以全天候做手术,不必担心时区,甚至无需给自己消毒。”

    更令人不可思议的是,手术的间隔几乎可以忽略不计。沙塔瓦说,这对战场上的士兵将产生巨大影响,士兵在未来可能不再因受伤死于战场。

    也许我们不用等待很久,就能看到这些设想从离谱变成靠谱。

    □英国《每日电讯》报

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