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判官换头
在我国清朝大作家蒲松龄的不朽名著《聊斋志异》里,有一篇名为《陆判》的故事,讲的是一位与阴曹地府阎王手下的陆判官成为挚友的秀才。
有一次,这位秀才与陆判灯下对酌,无意中淡起他的妻子,肌肤白暂,体态婀娜,性格温柔,持家勤俭,唯其面容丑陋,难以见人。想不到言者无心,闻者留意。事后不久,陆判半夜来访,将熟睡中的秀才妻子的头割下,换上一颗美貌少女的头颅。天明陆判辞别,秀才的妻子起床对镜梳妆,只见自己面目全非,颈项间仅留下一条淡红色的伤痕……
当然,这则故事听来荒诞,纯属乌有,但作者的想象力可谓丰富,在一定程度上反映了人们的理想和追求。陆判式的换头术,在蒲公时代无疑是天方夜谭,然而在科学高度发达的今天,已不再是幻想。不久前,美国脑科学专家韦特成功地进行了一次震惊世界的猴头移植,为人头移植迈出了重要的一步。
在今天,尽管人头移植仍存在许多技术问题有待解决,涉及人类的伦理、道德、法律等问题,也需要人们进一步研究和探讨,但人脑移植已算得上是躁动于母腹中的胎儿了。
怪病不怪
有些神经系统的疾病,常常被莫名其妙地称为某某病。不过,这也怪,因为以往人们对它们的确切原因不清楚,只好冠以发现者的姓。
例如,帕金森氏病是由帕金森医生首先发现并描述的。这种病多见于老年人,表现为头、颈、躯体和四肢僵硬,头和四肢不断地轻微颤抖,手指好像在不断地搓汤圆,一般人称为“抖抖病”。另有一种老年性疾病,叫做阿尔茨海默氏病。它的明显特点是记忆力衰退,健忘,且不断加重,可伴有性格改变、言语不清、大小便失禁,生活不能自理,通常又称为老年性痴呆。
还有一种遗传性的神经系统疾病,叫杭廷顿氏病。在患有这种病的家族中,其后代每到35~45岁,就渐渐地发病,先是全身各部位的动作不协调,因而丧失工作能力,以后又逐渐发展到说话能力丧失,吞咽困难,乃至最后因出现严重的并发症而丧失生命。
医学科学的迅速发展已达到分子的水平,医学家们也逐步认识到这些顽症的发病原因。如,帕金森氏病可能与脑内一块称为黑质的组织内的神经细胞大量死亡有关。这种神经细胞能分泌一种传递神经冲动的中间媒介物——多巴胺,大脑缺乏多巴胺就会引起帕金森氏病的症状。阿尔茨海默氏病可能是缺乏另一种神经传递中间媒介物——乙酰胆碱的结果。杭廷顿氏病也一样,患这种病的家族中缺乏一种遗传基因,因而脑组织缺乏制造某种神经传递介质的能力。
脑门森严
既然上述疾病已找到了可能的病因,因此,科学家们设想,如果对症下药给大脑补充一些“多巴胺”、“乙酰胆碱”不就行了吗?
然而遗憾的是,让患者口服或静脉注射这些药物后,不是很快被体内的酶分解、破坏,就是进入脑内的量甚少,很难达到理想的有效治疗浓度。原来,大脑有一个奇特的脾气,并不是所有的药物都能长驱直入地进入脑内。
有一个实验颇能说明问题:将一种蓝色的染料注入动物的血管内,染料随着血液流动,被输送到动物各个脏器之中,经解剖发现,凡染料所到之处,均被染成蓝色,唯独大脑除了脑膜及血管壁被染成蓝色外,其余部分仍然白璧无瑕。
实验证明,血管与脑之间隔着一道戒备森严的屏障一血脑屏障。血脑屏障有选择地让某些物质进入神经细胞,保证脑细胞有一个相对稳定的环境,让脑细胞能正常地工作。但是,事物的二重性也带来了不利的一面,一旦脑部患病,由于血脑屏障的存在,使许多药物爱莫能助,帮不了大脑的忙。
如,治疗帕金森氏病的一种药物——左旋多巴大量服用后,仅有一小部分通过血脑屏障进入脑内,在脑内转化成多巴胺。因此,要控制这种疾病,就必须加大服药的剂量,才能起到控制症状的作用。如此长期大量服药,既浪费又带来许多副作用,如胃肠不适、恶心,呕吐等。
为此,医学家们除了一直设法改进,除了寻找药物外,他们不得不另辟蹊径,探索治疗脑部疾患的新方法。
大脑移植
由于肾脏、心脏等器官移植成功,医学家们萌发了通“大脑移植”的方法来治疗帕金森氏病等脑部顽症的幻想。
既然黑质部位能分泌多巴胺的神经细胞大量坏死,那么,能不能从其他同种生物体上取一块具有饲样功能的脑组织,移植到患者的大脑中去呢?
实验先在动物身上进行,要研究治疗人类的帕金森氏病,先得让大白鼠也患同样的病。研究人员用特殊的方法把大白鼠脑内的一侧黑质破坏掉(黑质位于大脑底部,左右各一),使大白鼠出现类似人类帕金森氏病的症状。其特点是在原地不停地打圈子,失去了直线行走的能力。然后,将胎鼠的脑组织移植到实验大白鼠的脑内。奇迹终于发生,移植了脑组织之后的大白鼠,在一个月内其运动有了可喜的进步,逐渐不再在原地打转,能直线行走了。
把移植了脑组织的大白鼠杀死后,取出脑组织做成切片,在显微镜和电子显微镜下观察,发现这些乔迁到大脑内的“新居民”——神经细胞,都已安居乐业,并且还长出许多树枝状的“触须”——树突,与其他神经细胞接触。
这就说明,这些新细胞不仅能在新环境中活下来,而且还与周围的神经细胞建立了“友谊”,看来大脑还是一个好客的主人,能与“外来户”和睦相处,共建“家园”,不像身体其他部位那样“小气”,容不得移植来的脏器,总念念不忘消灭、排斥它们。
希望之星
出乎意料的动物实验结果,使医学家们精神为之一震,他们对人脑移植充满了信心,预言一旦脑移植的方法在人体试验成功,就能对付帕金森氏病等一类因脑内某种化学物质缺少而导致的疾病。这是一次革命性的改革,由中风引起的半身不遂、失语症,脊椎骨外伤造成的截瘫等,均有希望用脑移植的方法得到治愈。
各种各样的脑移植的动物实验仍在继续,这是人类脑移植的前奏。更可喜的是,前不久,瑞典科学家已给两位帕金森氏病患者在脑内移植了能产生多巴胺的肾上腺髓质细胞(取自病人自体的肾上腺),结果患者症状有不同程度的改善。
据报道,我国上海某研究小组,曾用流产的人胎脑,为半身不遂和失语症的病人作了脑移植,取得了令人兴奋的成绩。可以说,在人脑组织移植这项研究中,我们与世界各国都处在同一条起跑线上。
尽管大脑移植的道路还很曲折、漫长,但是人们已看到了东方升起的希望之星。
我国研发出千万亿次超级计算机
据报道,我国国防科技大学研发的首台千万亿次超级计算机“天河一号”已诞生。
随着“天河一号”研制成功,中国高性能计算机的峰值性能提升到了每秒1206万亿次。这个数字意味着,“天河一号”计算一天,一台配置Intel双核CPU、主频为2 5GHz的微机需要计算160年。
在超级计算机不断提高运算速度的过程中,千万亿次是一个难以逾越的“瓶颈”。
美国早在上个世纪90年代就提出了做千万亿次巨型计算机的目标,直到2007年才实现。截至2009年6月,世:界上仅有3台千万亿次的计算机。
“国际计算机界认为,从百万亿次提升到千万亿次是一个:质的变化,不可能通过单纯扩大规模来实现,而是需要体系结构上的改变。”国防科技大学教授窦文华说,“天河一号”采用了全新的多阵列可配置协同并行的体系结构,从而实现了系,统性能的提升,这种体系结构具备构建下一个量级即万万亿次计算机的能力,将会成为下一代高新计算机的主流结构。
、
“某些领域的现实需求,已经超出了目前巨型机的能力。”窦文华说,气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算厂。机。因此,“天河一号”投入使用后,必将推动科学研究的速度。
在我国清朝大作家蒲松龄的不朽名著《聊斋志异》里,有一篇名为《陆判》的故事,讲的是一位与阴曹地府阎王手下的陆判官成为挚友的秀才。
有一次,这位秀才与陆判灯下对酌,无意中淡起他的妻子,肌肤白暂,体态婀娜,性格温柔,持家勤俭,唯其面容丑陋,难以见人。想不到言者无心,闻者留意。事后不久,陆判半夜来访,将熟睡中的秀才妻子的头割下,换上一颗美貌少女的头颅。天明陆判辞别,秀才的妻子起床对镜梳妆,只见自己面目全非,颈项间仅留下一条淡红色的伤痕……
当然,这则故事听来荒诞,纯属乌有,但作者的想象力可谓丰富,在一定程度上反映了人们的理想和追求。陆判式的换头术,在蒲公时代无疑是天方夜谭,然而在科学高度发达的今天,已不再是幻想。不久前,美国脑科学专家韦特成功地进行了一次震惊世界的猴头移植,为人头移植迈出了重要的一步。
在今天,尽管人头移植仍存在许多技术问题有待解决,涉及人类的伦理、道德、法律等问题,也需要人们进一步研究和探讨,但人脑移植已算得上是躁动于母腹中的胎儿了。
怪病不怪
有些神经系统的疾病,常常被莫名其妙地称为某某病。不过,这也怪,因为以往人们对它们的确切原因不清楚,只好冠以发现者的姓。
例如,帕金森氏病是由帕金森医生首先发现并描述的。这种病多见于老年人,表现为头、颈、躯体和四肢僵硬,头和四肢不断地轻微颤抖,手指好像在不断地搓汤圆,一般人称为“抖抖病”。另有一种老年性疾病,叫做阿尔茨海默氏病。它的明显特点是记忆力衰退,健忘,且不断加重,可伴有性格改变、言语不清、大小便失禁,生活不能自理,通常又称为老年性痴呆。
还有一种遗传性的神经系统疾病,叫杭廷顿氏病。在患有这种病的家族中,其后代每到35~45岁,就渐渐地发病,先是全身各部位的动作不协调,因而丧失工作能力,以后又逐渐发展到说话能力丧失,吞咽困难,乃至最后因出现严重的并发症而丧失生命。
医学科学的迅速发展已达到分子的水平,医学家们也逐步认识到这些顽症的发病原因。如,帕金森氏病可能与脑内一块称为黑质的组织内的神经细胞大量死亡有关。这种神经细胞能分泌一种传递神经冲动的中间媒介物——多巴胺,大脑缺乏多巴胺就会引起帕金森氏病的症状。阿尔茨海默氏病可能是缺乏另一种神经传递中间媒介物——乙酰胆碱的结果。杭廷顿氏病也一样,患这种病的家族中缺乏一种遗传基因,因而脑组织缺乏制造某种神经传递介质的能力。
脑门森严
既然上述疾病已找到了可能的病因,因此,科学家们设想,如果对症下药给大脑补充一些“多巴胺”、“乙酰胆碱”不就行了吗?
然而遗憾的是,让患者口服或静脉注射这些药物后,不是很快被体内的酶分解、破坏,就是进入脑内的量甚少,很难达到理想的有效治疗浓度。原来,大脑有一个奇特的脾气,并不是所有的药物都能长驱直入地进入脑内。
有一个实验颇能说明问题:将一种蓝色的染料注入动物的血管内,染料随着血液流动,被输送到动物各个脏器之中,经解剖发现,凡染料所到之处,均被染成蓝色,唯独大脑除了脑膜及血管壁被染成蓝色外,其余部分仍然白璧无瑕。
实验证明,血管与脑之间隔着一道戒备森严的屏障一血脑屏障。血脑屏障有选择地让某些物质进入神经细胞,保证脑细胞有一个相对稳定的环境,让脑细胞能正常地工作。但是,事物的二重性也带来了不利的一面,一旦脑部患病,由于血脑屏障的存在,使许多药物爱莫能助,帮不了大脑的忙。
如,治疗帕金森氏病的一种药物——左旋多巴大量服用后,仅有一小部分通过血脑屏障进入脑内,在脑内转化成多巴胺。因此,要控制这种疾病,就必须加大服药的剂量,才能起到控制症状的作用。如此长期大量服药,既浪费又带来许多副作用,如胃肠不适、恶心,呕吐等。
为此,医学家们除了一直设法改进,除了寻找药物外,他们不得不另辟蹊径,探索治疗脑部疾患的新方法。
大脑移植
由于肾脏、心脏等器官移植成功,医学家们萌发了通“大脑移植”的方法来治疗帕金森氏病等脑部顽症的幻想。
既然黑质部位能分泌多巴胺的神经细胞大量坏死,那么,能不能从其他同种生物体上取一块具有饲样功能的脑组织,移植到患者的大脑中去呢?
实验先在动物身上进行,要研究治疗人类的帕金森氏病,先得让大白鼠也患同样的病。研究人员用特殊的方法把大白鼠脑内的一侧黑质破坏掉(黑质位于大脑底部,左右各一),使大白鼠出现类似人类帕金森氏病的症状。其特点是在原地不停地打圈子,失去了直线行走的能力。然后,将胎鼠的脑组织移植到实验大白鼠的脑内。奇迹终于发生,移植了脑组织之后的大白鼠,在一个月内其运动有了可喜的进步,逐渐不再在原地打转,能直线行走了。
把移植了脑组织的大白鼠杀死后,取出脑组织做成切片,在显微镜和电子显微镜下观察,发现这些乔迁到大脑内的“新居民”——神经细胞,都已安居乐业,并且还长出许多树枝状的“触须”——树突,与其他神经细胞接触。
这就说明,这些新细胞不仅能在新环境中活下来,而且还与周围的神经细胞建立了“友谊”,看来大脑还是一个好客的主人,能与“外来户”和睦相处,共建“家园”,不像身体其他部位那样“小气”,容不得移植来的脏器,总念念不忘消灭、排斥它们。
希望之星
出乎意料的动物实验结果,使医学家们精神为之一震,他们对人脑移植充满了信心,预言一旦脑移植的方法在人体试验成功,就能对付帕金森氏病等一类因脑内某种化学物质缺少而导致的疾病。这是一次革命性的改革,由中风引起的半身不遂、失语症,脊椎骨外伤造成的截瘫等,均有希望用脑移植的方法得到治愈。
各种各样的脑移植的动物实验仍在继续,这是人类脑移植的前奏。更可喜的是,前不久,瑞典科学家已给两位帕金森氏病患者在脑内移植了能产生多巴胺的肾上腺髓质细胞(取自病人自体的肾上腺),结果患者症状有不同程度的改善。
据报道,我国上海某研究小组,曾用流产的人胎脑,为半身不遂和失语症的病人作了脑移植,取得了令人兴奋的成绩。可以说,在人脑组织移植这项研究中,我们与世界各国都处在同一条起跑线上。
尽管大脑移植的道路还很曲折、漫长,但是人们已看到了东方升起的希望之星。
我国研发出千万亿次超级计算机
据报道,我国国防科技大学研发的首台千万亿次超级计算机“天河一号”已诞生。
随着“天河一号”研制成功,中国高性能计算机的峰值性能提升到了每秒1206万亿次。这个数字意味着,“天河一号”计算一天,一台配置Intel双核CPU、主频为2 5GHz的微机需要计算160年。
在超级计算机不断提高运算速度的过程中,千万亿次是一个难以逾越的“瓶颈”。
美国早在上个世纪90年代就提出了做千万亿次巨型计算机的目标,直到2007年才实现。截至2009年6月,世:界上仅有3台千万亿次的计算机。
“国际计算机界认为,从百万亿次提升到千万亿次是一个:质的变化,不可能通过单纯扩大规模来实现,而是需要体系结构上的改变。”国防科技大学教授窦文华说,“天河一号”采用了全新的多阵列可配置协同并行的体系结构,从而实现了系,统性能的提升,这种体系结构具备构建下一个量级即万万亿次计算机的能力,将会成为下一代高新计算机的主流结构。
、
“某些领域的现实需求,已经超出了目前巨型机的能力。”窦文华说,气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算厂。机。因此,“天河一号”投入使用后,必将推动科学研究的速度。