神經(jīng)芯片

　　一粒種子為什么能長成一棵參天大樹？一窠鳥蛋為什么會(huì)孵化出一只只鳥兒？而我是誰？我究竟從哪兒來？是誰創(chuàng)造我的身體，操縱著我的意識(shí)、情感以及記憶？也許人類生命的所有信息也存儲(chǔ)在一顆顆“種子”中。如何從“種子”中探索生命的密碼？未來科技如何破譯其中的謎團(tuán)呢？

　　破譯“種子”密碼——高通量測(cè)序

　　DNA是所有生命的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，這張藍(lán)圖是由4個(gè)不同堿基排列組合，利用性能優(yōu)越的測(cè)序儀器，就能解讀“種子”的遺傳信息。每個(gè)個(gè)體的差異就存在于不同DNA序列的組合。設(shè)計(jì)生命的藍(lán)圖并不知道自己什么時(shí)候參與表達(dá)，或許還存在極度復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)。目前，對(duì)“種子”密碼的研究已經(jīng)愈發(fā)明朗，基因就是一個(gè)個(gè)藏著秘密的載體。要破譯密碼，就要先掌握更多基因的密碼。當(dāng)前研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)明確功能的基因?qū)⒅辽儆幸韵?個(gè)方面的實(shí)際用途，包括基因診斷、基因治療、核酶或反義RNA、基因工程藥物、免疫學(xué)診斷、基于基因的小分子藥物。

　　未來

　　未來的科技是否能有機(jī)會(huì)弄清這套復(fù)雜系統(tǒng)的原理和解讀物種的DNA所有的序列？雖然，研究他們需要不菲的代價(jià)，例如目前研制一種基因藥物需要幾千萬甚至上億美元的投入和五到八年的時(shí)間。但是一旦成功，得到的將是上百倍的回報(bào)。因此，基因藥物的發(fā)明專利是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的源頭，基因就是財(cái)富。誰擁有基因藥物的專利，誰就占領(lǐng)了制高點(diǎn)。

　　拍攝“種子”生長——超高倍攝影機(jī)

　　細(xì)胞究竟是如何從一個(gè)細(xì)胞演變成兩個(gè)細(xì)胞，細(xì)胞的不斷增多又是怎樣分化成有功能的細(xì)胞，一個(gè)個(gè)有功能的細(xì)胞怎樣聚集成為組織和器官？細(xì)胞的不斷分化和分裂怎樣能最終形成生命的雛形，這個(gè)精密如同神話的過程在超高倍全方位攝像機(jī)的幫助下又該呈現(xiàn)出怎樣一個(gè)驚心動(dòng)魄的過程？現(xiàn)在醫(yī)療上已經(jīng)廣泛利用X射線、超聲波等精密儀器，它們可以自由穿透人體，窺探尚未出生的寶貝、身體的病變、生命活動(dòng)當(dāng)中的大腦動(dòng)態(tài)等。

　　未來

　　也許，若干年后，當(dāng)人們喝下一杯“粒子湯”，細(xì)小的納米機(jī)器人就能穿透腸壁、胃壁，進(jìn)入廣袤的人體生態(tài)系統(tǒng)。細(xì)胞的變化、病理的發(fā)生，甚至DNA的動(dòng)態(tài)，大腦皮層的活動(dòng)將會(huì)一一呈現(xiàn)在全息投影中，生命體本質(zhì)的面紗正在慢慢揭開。

　　捕捉“種子”脈沖信號(hào)——神經(jīng)芯片

　　有位科學(xué)家曾做過一個(gè)了不起的實(shí)驗(yàn)，他用電刺激已經(jīng)死掉的青蛙的肌肉組織，肌肉組織神奇般的顫抖了，神奇生命的工作原理居然和人類發(fā)明的電子產(chǎn)品有驚人的相似，所以不斷有科學(xué)家將神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)在電路板中，企圖讓神經(jīng)細(xì)胞與電路板的傳感器形成聯(lián)接，從而可以監(jiān)視神經(jīng)細(xì)胞每一次發(fā)出的神經(jīng)脈沖信號(hào)。

　　未來

　　現(xiàn)在監(jiān)視的能力極其有限，只能捕捉大腦活動(dòng)中的很少范圍的電脈沖信號(hào)，有點(diǎn)大海撈針的感覺。如果想同時(shí)監(jiān)視神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，最理想的場(chǎng)所則是受精卵慢慢生長和發(fā)育的過程，捕捉早期生命早期的神經(jīng)信號(hào)，對(duì)研究生命的形成、調(diào)控有重要意義，并且具有極大的應(yīng)用潛力。

　　觀察“種子”形態(tài)——理論物理

　　20世紀(jì)生命科學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)就是DNA的空間構(gòu)想是螺旋形狀，從而開啟了人類向分子層次的生命科學(xué)的全面進(jìn)攻。為什么地球上大部分的氨基酸是左手性的構(gòu)象？生物糖分子幾乎是右手性構(gòu)象？看似外表對(duì)稱的人體，揭開外層皮膚里面的空間并非是完美的對(duì)稱，不同類型的器官的幾何構(gòu)象都有不同。構(gòu)成生命的分子、細(xì)胞、器官幾乎都有特定的空間，在每一個(gè)空間里究竟發(fā)生什么樣的化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)代謝以及能量變化？

　　未來

　　知識(shí)是相互交匯與融合的，新的信息技術(shù)服務(wù)于生命科學(xué)的研究，研究的最新進(jìn)展共享于信息技術(shù)之中。DNA的結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成生物物質(zhì)的骨架，猶如露出一點(diǎn)縫隙的窗戶，在等待信息技術(shù)將它完全開啟。我們所追尋的密碼將會(huì)以另一種獨(dú)特的視角展現(xiàn)在人們眼前。

　　微觀“種子”研究——量子生物

　　人類科學(xué)史上建立起的對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，幾乎被量子形態(tài)上的物質(zhì)理論完全顛覆，一個(gè)原子能同時(shí)出現(xiàn)于不同的空間，每個(gè)原子幾乎趨近于光速不停地運(yùn)動(dòng)，看來在量子層次的世界里什么情況都有可能發(fā)生，那么組成生命的微粒和組成普通物質(zhì)的微粒在量子層次上完全類似還是有本質(zhì)區(qū)別，量子物理學(xué)當(dāng)中的引力、電磁力、強(qiáng)力和弱力是如何影響生命的發(fā)生和發(fā)展？

　　未來

　　生命存在的真實(shí)仍處在潘多拉的魔盒，研究量子力學(xué)的薛定諤開啟了“生命是什么”的思考。薛定諤的貓同時(shí)活著，又同時(shí)死了。那究竟何為“生”何為“死”？組成物質(zhì)的粒子與組成生命的粒子又有何種區(qū)別？這一切都是待解的謎團(tuán)。

　　調(diào)控“種子”性狀——功能化學(xué)

　　如果將生命比做一個(gè)摩天大樓，DNA精密地繪制了這座大樓的任何一個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，不同類型的蛋白質(zhì)則是組成建筑原料，而化學(xué)物質(zhì)則是調(diào)控著重要信息的傳遞者，它調(diào)控了這座建筑的生產(chǎn)和投入使用范圍的執(zhí)行。每種元素在生物體內(nèi)行使著完全不同的生物功能，多巴胺掌握著神經(jīng)細(xì)胞之間的信號(hào)傳遞，荷爾蒙決定性欲，睪丸激素使男性易憤怒，雌激素使女性有較強(qiáng)的語言能力，鈣能促進(jìn)骨骼生長，鎂參與人體新陳代謝，鐵是血紅蛋白的重要組成部分……

　　未來

　　每個(gè)物種當(dāng)中的個(gè)體，不可能獨(dú)立生存。為了繁衍后代不得不去尋找生命當(dāng)中的配偶。從第一眼的興奮緊張，到天天相處的索然無味。所有的悲歡離合，錯(cuò)綜復(fù)雜、五味雜陳的情緒，竟然僅僅只是大腦中的化學(xué)反應(yīng)與一套經(jīng)計(jì)算而得到或失去的獎(jiǎng)懲系統(tǒng)。當(dāng)生命科學(xué)的謎團(tuán)抽絲剝繭的揭開，科學(xué)已經(jīng)不再神秘，人類可能會(huì)找到苦苦尋覓的潘多拉魔盒的鑰匙。

　　■延伸閱讀

　　智能機(jī)械讓科幻片變成紀(jì)錄片

　　未來的醫(yī)學(xué)或許不存在人類戰(zhàn)勝不了的疾病，囊性纖維化、旁氏綜合征、先天性心臟病等遺傳疾病可以通過早期的基因篩選和基因修改將疾病扼殺在搖籃。腫瘤、肝硬化、冠心病等由自身組織和器官衰竭引起的疾病則可以通過大量培養(yǎng)自身干細(xì)胞，定向分化成所需要的組織和器官。如果是艾滋病，或者是超級(jí)病毒等由細(xì)菌和病毒引起的疾病，則可以與微生物進(jìn)行著道高一尺魔高一丈的層層較量。若一個(gè)人徹底喪失某些功能如運(yùn)動(dòng)、視覺、聽覺等功能則可以將組成身體的部位換成機(jī)械。若一個(gè)人身體衰弱瀕臨死亡，可以將他的大腦移植到培養(yǎng)液環(huán)境里，而大腦控制的身體全都是機(jī)械。

　　當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞能操縱機(jī)械，這種物競天擇的自然選擇化為泡影，成百上千的進(jìn)化過程縮短在意念之間，到時(shí)候人們可以攜帶由大腦直接控制的超級(jí)計(jì)算機(jī)，閱讀、上網(wǎng)、聽音樂、看電影、玩游戲、通訊……無論何時(shí)何地，只要有思維就能做到。電腦、手機(jī)、MP3、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等現(xiàn)代流行的數(shù)碼產(chǎn)品形同虛設(shè)。

　　為了適應(yīng)在惡劣環(huán)境下生存，每個(gè)物種都進(jìn)化成了適合自己生存的特殊構(gòu)件。蜘蛛教會(huì)我們?nèi)绾畏缽�，蝴蝶讓我們知道如何偽裝，壁虎讓我們知道如何飛巖走壁，青蛙讓我們知道如何水上漂，蝙蝠教會(huì)我們?nèi)绾螌?dǎo)航。所以人類是否可以將動(dòng)物的特殊本領(lǐng)仿生成為機(jī)械或者組裝成自身�；蛟S未來的某一天上天入地、無所不能，集千里眼、順風(fēng)耳為一身的鐵臂阿童木不再是神話。

　　科技的日新月異，能將人類的文明推向前所未有的高度，也能將自身推向毀滅�？萍嫉倪M(jìn)步也許并非一帆風(fēng)順，首先是倫理、道德和法律問題。但這些并不能阻擋科學(xué)前進(jìn)的步伐，只能隨著科技的進(jìn)步而不斷的更新。當(dāng)然，還會(huì)存在生存空間不足、能源和資源問題等。但現(xiàn)有能源的有效利用，或者是利用可再生能源將會(huì)解決這些問題，地下城市、海里世界、漂移大陸、空中之城或者是地外移民，將會(huì)解決生存空間不足�！懂愋巍贰毒G巨人》《逃出克隆島》以及機(jī)器人題材的影片，或許將由科幻片改成紀(jì)錄片。

　�。ǜ寮皥D片來源:蝌蚪五線譜）