俗话说得好|除了想让你再活500年,这条虫子现在还想给精子当马达。( 二 )
选它的原因也很简单 , 因为相比其他的虫 , 它无毒无害 , 不寄生 , 体型还小 , 仅1.5mm 。
而且秀丽隐杆线虫全身仅有302个神经元 , 控制起来也简单 。 之前就一直被用于细胞凋亡现象的研究 , 也就是抗衰老治疗 , 这研究据说能让人活到500岁 。
另外 , 它身上可是背着三个诺贝尔奖 , 堪称线虫界的爱因斯坦 。
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那么虫子有了 , 咋控制呢?为此 , 学者们就采用了一种叫“光遗传运动控制”的方法 。
简单地说 , 就是给它造个新脑子 , 并用光控制它 。
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大概步骤就是先“废”了它原来的脑子 , 之后利用巴拉巴拉(机器视觉、运动控制、导航算法等技术)为线虫重新造一个新大脑 , 新大脑接手控制身体的各种运动 , 从而使线虫完成某些在微米环境下的特定任务 。
【俗话说得好|除了想让你再活500年,这条虫子现在还想给精子当马达。】而控制的任务 , 则靠光遗传学技术完成 。
因为这线虫对光很敏感 , 激光可以在数毫秒内让细胞处于兴奋或抑制状态 , 这速度比肩我们大脑本身对细胞的控制速度 。
所以呢 , 我们需要一台激光发射器 , 它是由一个倒置的显微镜改装制成 , 需要计算激活线虫肌肉细胞所需要的激光强度函数 , 也就是说这套激光的设定专属于秀丽隐杆线虫 。
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举个不是太恰当的例子来解释一下 , 大家应该都熟知膝跳反射吧 , 敲一下膝盖下方部位小腿会不受意识控制的抬起 。
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好比膝跳反应 , 在线虫控制过程中 , 我们用特定的激光照在线虫身体的哪块 , 哪块就会相应的运动 , 运动的形式可以参考蛇爬行的状态 。
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当然 , 会动只是第一个小目标 , 动的有模有样才是我们想要的 。
那就得多找点虫子来学习一下“别人”都是怎么爬的 。
所以 , 科学家们采集了数千张线虫自然爬行时的照片 , 运用机器学习技术学习虫子的运动 。
再由学习训练好的计算机 , 来操纵激光束控制线虫 , 从而掌握线虫控制的主导权 。
那虫子怎么知道它爬到哪了呢?所以 , 就得再给它加一双眼睛 。
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加上运动控制和导航算法 , 赋予了线虫一个可以感知全局的大眼 。 学者们甚至可以精密的操纵线虫避障并且一次性的通过人造微型迷宫 。
这样 , 一只微型生物机器人就算是改造完成了 。
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那这虫子造出来都能干点啥呢?或者说这套光遗传学技术能干点啥呢?
我们不妨就开个脑洞大胆设想一下 。
对于某些瘫痪患者的病症(说白了也是大脑失去了对于肌体的控制) , 我们或许能用特定的激光 , 刺激他们的肌肉细胞组群 , 让瘫痪患者重新动起来 。
这不比那动不动就剖开脑子植入芯片的脑机接口技术安全得多?
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除了治瘫痪 , 我们也可以用虫子清除血栓 , 血管里的它们会像个推土机一样 , 扫清一切杂质和垃圾 。
再比如在人工授精这块 , 把精子原有的3缸1.5t的鞭毛 , 直接替换成8缸4.0t的生物机器人尾巴 , 直接赢在起跑线 , 卵子势在必得 。
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