納米機器人未來能否成為人體的第四道防線?

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你說的應該是生物機器人,這種機器人主要結構是ATGC的反式鹼基和高分子骨架構成,具有傳統藥物的治療預防功能,但又和傳統藥物不同,它基本不會被人體代謝,而藥物預防治療作用同時,同時會被機體代謝掉,與病毒細菌同歸於盡。生物納米機器人,用量也比藥物少了幾十幾百倍,通過普通注射器靜脈注射,每次緊需0.2毫升稀釋液,連續工作3到5年。這種一旦成功它會完全或部分取代傳統藥物,尤其抗病毒細菌藥物,是21世紀最具有發展潛力的納米生物。生物納米機器人是當前生物界藥物升級的最高科技,其難度可想而知!目前,中國某生物公司領先世界,已經開始通過動物實驗,效果突出。


時代方舟魏


納米機器人不是常規意義上的機械機器人,它屬於生物學範疇。與其說是機器人,不如說是具有特定功能的人工組裝的分子結構,或者是人工組裝的細胞結構。

納米機器人的概念:

納米機器人的概念屬於分子仿生學的範疇, 模擬細胞生 命過程中各個環節, 參照分子生物學原理, 設計製造納 米尺度上各種各樣可在納米空間進行操作的“功能分 子器件”, 其主要由主體、效應分子和驅動力組成。(引自:用於腫瘤血管栓塞治療的智能型DNA納米機器人,科學通報)

人體的三道防線:皮膚,體液,免疫系統。

  1. 人體的第一道防線:就是我們的皮膚,以及人體內的器官黏膜。例如呼吸道黏膜上的纖毛,具有清掃病菌和異物的作用。
  2. 人體的第二道防線:就是我們體液中的物質,例如溶菌酶,吞噬細胞。在人體皮膚劃傷之後,偶有發生的化膿就是吞噬細胞在戰鬥後留下的戰場。
  3. 人體的第三道防線:就是我們的免疫器官。例如胸腺、脾臟和淋巴結等。如果有有牙齦發炎,或者是感冒發燒持續時間比較長的人,常常會注意到而後有一塊比較硬的突起,那就是淋巴結有炎症。你可以理解為淋巴在同細菌戰鬥後留下的損傷,不過在症狀緩解後,淋巴結都會慢慢恢復。

這三大防線是我們高中生物學都會學習的內容。那麼第四道防線是不是納米機器人?

之所以被成為人體的免疫系統防線,這是有特點的。

1、主動性防禦,且實時防護。

不論是皮膚,黏膜,還是免疫系統,都是人體的一部分,一旦有異物,細菌,病毒進入人體,人體就會立刻進行主動防禦,並且清楚異物。

2、寬泛性防禦,非特定性防禦。

人體的免疫系統防禦,雖然都有針對性,例如吞噬細胞在處理細菌的時候是非常強悍的小能手。粉塵顆粒一般都會被黏膜上面纖毛清除(非常嚴重狀態下,例如水泥廠的工人在粉塵防護不到位的時候,會造成黏膜損傷,對肺部造成傷害,嚴重的形成塵肺等情況)。

但是人體的免疫系統是一個寬泛性的防禦,基本上都是針對一類物質進行防禦,例如病毒,細菌,支原體,粉塵等等。

我們常說的抗體,其實是在病毒的刺激下,人體的免疫系統中B細胞,T細胞,及Th細胞相互作用生產的針對特異性抗原生產的抗體。說白了就是幾類細胞合謀創造了殺死病毒的物質。

抗體的產生過程:

B淋巴細胞通過B細胞受體(BCR)識別抗原,而T輔助細胞(Th)被抗原呈遞細胞(APC)激活,APC對抗原進行攝取、加工、遞呈。活化的Th細胞通過分泌多種細胞因子與B細胞上的細胞因子受體結合並相互作用向B細胞提供協同刺激信號。一旦受到刺激,B細胞開始分裂,最終轉化為漿細胞。漿細胞分泌抗原特異性抗體,可在血清中檢測到。(引自:醫學檢驗診斷:你知道抗體是怎麼產生的麼?)

納米機器人能否成為人體的第四道防線,需要具有哪些能力?當前的納米機器人都是什麼樣子的?

1、人體不能排斥納米機器人

如果想成為人體的第四道防線,納米納米機器人必須能夠中短期,或者長期存在於人體體液中。例如短期存在半年,可以通過體外注射再次補充,例如長時間存在可以通過一次性注射伴隨人體終生。

事實上人體不能排斥納米機器人,讓這門納米機器人的研究門檻高出很多個等級。一方面我們不能直接拿沒有經過動物測試的納米機器人,直接在人體嘗試。另外一方面,獲批臨床試驗的難度非常的大。

不論是新藥,還是新技術在臨床試驗中都要經過國家審批的,這可不是一件容易的事情。這一門檻,造就了納米機器人的發展歷程會比較漫長,不是我們想象的10年,或者20年就能夠實現全民普及甚至突破性進展。即使技術上有突破,也需要長久的論證過程。

2、納米機器人要實現多功能性

簡答的說,納米機器人必須能夠在一個載體上面可以定製化的開發針對特定病症的改造。例如他可以定點打擊惡性腫瘤,同時也可以經過改造,對病毒或者細菌具有一定的作用。在才是一個合格的人體防線。

目前納米機器人做不到人體的第四道防線,在未來也不會作為向人體第四道防線的角度發展。

納米機器人的發展方向是:治療型為主。這主要取決於人體本身是進化的,對於注入一個新的人造物質,是否能夠在生物學上,長久性的改變人類的演進,這確實是需要仔細論證的。

目前的納米機器人都是什麼技術在主導?

當前的納米機器人主要集中在三類技術上面:化合物,功能化DNA,細胞重組技術。

1、化合物納米機器人:納米蟲。

最早的納米蟲是採用氧化鐵分子,組成環形結構,可以攜帶多肽,通過多肽同腫瘤表皮受體的親和性。讓氧化鐵分子在腫瘤表面附著。然後就可以用CT看到微小的腫瘤。化合物技術的難點在於,要找到人體不排斥的物質比較少。並且可編輯性比較差,說白了就是不能隨心所欲的開發這種機器人的應用場景。

從機械角度來說,這種機器人就屬於專用性的機器人,造價低,但是實用性差。

2、功能化DNA技術——DNA摺紙技術

功能化DNA是當前最主流的納米機器人技術流派之一。

專業化的術語我們就不解釋了,有機會的去拜讀一下:(科學通報,2019年,第64卷,25期:2625 ~ 2632頁: 用於腫瘤血管栓塞治療的智能型DNA納米機器人)。

我們來說說通俗化的理解方式:什麼是DNA摺紙技術

我們都知道DNA是鏈狀結構,兩條鏈,像一個拉鍊的兩邊。通過鹼基相互配對組合在一起。

這是簡化模型,真是的DNA結構要比這複雜的多。

那麼理論上,這就有的非常好的東西:可編輯性,可以通過鹼基配對的方式,改變DNA的空間結構。

大膽一點設想:在特定的結構狀態下,是否可以以鏈條的方式,構建出正方型,三角形,長方形的結構?

事實上確實是可以的!從1980年, Seeman[13]首次提出工程化DNA自組裝納米結構的概念到2017年的DNA摺紙技術的發展。經歷了非常豐富多彩的過程。

(圖片引自:用於腫瘤血管栓塞治療的智能型DNA納米機器人,不做商用,侵權即刻刪除)

有不少朋友會說,我看不懂英文,你不需要看懂英文。你只要看結構就行了。這就是我們上面討論的,用DNA鏈條折出來的各種結構,有立方體,有類似球體,還有笑臉等等。

這個技術有啥用?這個技術的用處在於:空間立體的優勢是什麼?

是可以裝東西啊!可以在這個結構中裝入功能蛋白,或者其他的東西,甚至裝一些特定的受體。這不就是一個非常理想的運輸物體嗎?

那他智能在什麼地方?

智能化的體現,在於這個空間結構上面,如果你在設計這個結構的時候,提早的考慮在什麼狀態下這個結構可以打開。那就是非常自動化的一個藥物投放器。事實上就是這麼做的。特定狀態下鹼基會打開,釋放內部的功能蛋白。

是不是感覺很牛!問題在於他的發展還需要漫長的動物實驗,和人體的臨床實驗。慢慢等吧,一個臨床實驗基本上都是1-2年。

3、重組細胞。

重組細胞計數是2019年底發佈的新技術,這個是使用人工智能+生物技術的一次嘗試。

這個東西看起來很高大上,解釋起來並不算費勁。但是要有一點生物學嘗試。

這玩意是由佛蒙特大學(簡稱UVM)的計算機科學家和機器人專家Joshua Bongard創造的。

左邊是計算機模型下面重組細胞的結構:紅色的是蛙心肌細胞膜組織,藍色的是蛙表皮細胞膜組織。

知識點:心肌細胞膜線粒體較多,你可以理解為主動收縮能力強,會動。表皮細胞膜主動收縮能力較弱。

這就相當於,你將一群螞蟻聚攏在一起,只有一部分螞蟻在動,那麼這個整體是對外展現的就是這幾個能動的螞蟻共同的步伐。

因此,這也就給你解釋了,為啥他會用到計算機的原因。假設每一個紅色的小方格都是一個心肌細胞表皮的部分結構,這一個結構的動作就是收縮這麼一個簡單的動作。

那麼多個放到一起,如何通過數量,空間排列實現他們力量相互作用後,仍有一個整體的對外作用力。這就只能通過計算機來擬合了。

用通俗的話說,你感覺這一群人在亂跑,但是他們大方向是向南跑,如何做到讓他們向南跑,就需要有幾個牽引的力量。

因此,下面這個圖就非常清晰的說明了人造細胞機器人是如何運動的!

看到第二個細胞沒有?藍色部分基本不動,只有紅色部分再收縮運動。

因此,這個細胞機器人就有的一個載體的功能,可以定向運動,同時他本身的結構又比較大。是細胞結構,在細胞上面做相應的設計,包括攜帶蛋白,甚至攜帶特定的抗體都是一樣實現。這就比DNA的可操作性更大了。

同時這類細胞,機體不會排斥,並且可以降解。這就是優勢!


總而言之:納米機器人沒有你想的那麼簡單,同時也跟我們經常看到的這種圖片大相徑庭。你可別相信所謂的納米機器人就是機械結構的機器人。

這個圖裡納米機器人,永遠都是科幻,不會成為現實,現實的納米機器人一定不長這個樣子。

從我一個做機器人的角度來說,機械自動化的機器人永遠不可能做到這麼小,因為物理不允許。


機器人觀察


科技的未來無限可能!

人體的第一道防線:皮膚,黏膜及其分泌物。

人體的第二道防線:體液中的殺菌物質(如溶菌酶)和吞噬細胞。

人體的第三道防線:主要由免疫器官和免疫細胞藉助血液循環和淋巴循環而組成。

人體的第四道防線:

醫用納米機器人可以注入人體血管內,進行血管養護、健康檢查、疾病治療和器官修復等,還可從基因中除去有害的DNA(脫氧核糖核酸),或把正常的DNA安裝在基因中,使機體正常運行。在可以預見的未來,被視為當今疑難病症的癌症、艾滋病、高血壓等都將迎刃而解;屆時人類將會減少疾病所帶來的痛苦,人的壽命也將得到延長。

  醫用納米機器人目前尚處於研發試驗階段,還未能進入臨床實用階段;但可以肯定的是,在不久的將來,納米機器人將會給生物醫學帶來巨大變革。前不久,美國發明家和未來學家雷·科茲威爾博士在接受新聞媒體採訪時指出:醫用納米機器人將來把人腦和雲腦(雲計算系統)連接起來,屆時就可提高人類智力和延長人類壽命。另外,他還指出:到2030年,納米機器人將定居在人體內,隨著血液循環遍佈人體,成為人機融合的一部分,成為人體的第四道防線。


Qi朱哥說


這種想法簡直就是在把人類的統治權交給人工智能

目前谷歌首席科學家就致力於這樣做,他的想法是把納米機器人植入人體和人腦以實現永生,讓機器人接管人體和人腦。人工智能毫無疑問是一把雙刃劍,它能給人類帶來一些幫助,同樣也能毀滅人類。

人類不能過度的相信人工智能,機器人“索菲亞”被採訪時就曾多次說過要毀滅人類。仔細想想任何有智慧的物種其目標肯定是對自己有利的東西,世界上沒有人類確實會變得更好,那麼人類首當其衝會被列為機器人的頭號目標。相關的實驗也有很多,擁有學習能力的機器人會對人類的行為做出相應的反應,比如你虐待它,時間長了它就會反擊。

如果有一天人類真的把自己的身體交給人工智能接管,那麼無疑是自我毀滅的一種行為,把統治權交給機器人,這就是現實版的《終結者》,人類應該抵制把納米機器人植入人體。


o不一樣的心o


未來的納米機器人;

定會成八生命之外;

第九道更多防線一;


李志勇LZY


納米機器人在醫學上是有用的,但是,人體內塞滿了機器人也治不了病。


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