機(jī)器人也吸煙！不做癮君子，助力肺病研究

本文作者：楊波

2016-11-02 14:58

導(dǎo)語(yǔ)：近日，哈佛大學(xué)威斯研究所的科學(xué)家們打造了一款可以吸煙的機(jī)器人。它可以通過(guò)模擬人類吸煙的過(guò)程，輔助慢性阻塞性肺病的研究。

機(jī)器人擅長(zhǎng)做的事情很多。無(wú)論是需要蠻力的體力活，還是重復(fù)性極強(qiáng)的無(wú)聊事兒，抑或是需要高度效率的工作，它們都能 hold 住。現(xiàn)在，這張清單上又將多出一項(xiàng)重磅級(jí)內(nèi)容：吸煙。

近日，哈佛大學(xué)威斯研究所的科學(xué)家們打造了一款可以吸煙的機(jī)器人——他們并不是想讓它整天吞云吐霧，做癮君子，而是要讓這款機(jī)器人通過(guò)模擬人類吸煙的過(guò)程，輔助他們深入研究慢性阻塞性肺病。這是廣大煙民朋友都可能得的病，典型病征有二：頻繁咳嗽、肺部感染。

下面，就讓我們一起看看這款機(jī)器人是如何運(yùn)作的。科學(xué)家們會(huì)把12支香煙放置在機(jī)器人轉(zhuǎn)管炮中，然后機(jī)器人會(huì)用打火機(jī)點(diǎn)燃它們。接著科學(xué)家們會(huì)通過(guò)編程，讓機(jī)器人以特定的強(qiáng)度和頻率吸煙。

這些機(jī)器人把煙吸入一個(gè)安置在“芯片“上的“肺”里——這個(gè)芯片上含有活躍的肺細(xì)胞，它可以產(chǎn)生黏液和像睫毛一樣的纖毛結(jié)構(gòu)，纖毛會(huì)促進(jìn)黏液的運(yùn)動(dòng)。起到連接作用的管道負(fù)責(zé)氣體的吸入和排放，它與人類的氣管非常相似。通過(guò)從病患肺里采集的細(xì)胞和健康人士肺細(xì)胞之間的對(duì)比，研究人員可以觀察它們對(duì)煙的不同反應(yīng)。

上周，研究團(tuán)隊(duì)在其新發(fā)布的論文中闡述了早期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且展望了這項(xiàng)成果可能為醫(yī)學(xué)研究做出的貢獻(xiàn)。一方面，通過(guò)芯片上煙霧的擴(kuò)散，科學(xué)家們可以對(duì)這類肺病進(jìn)行預(yù)診。對(duì)此，機(jī)器人發(fā)明家兼哈佛大學(xué)威斯研究所主管 Donald Ingber 介紹道：

“首先，我們的研究成果證明了，帶有慢性阻塞性肺病患者肺細(xì)胞的芯片對(duì)煙霧的發(fā)炎反應(yīng)會(huì)比正常人更強(qiáng)烈一些。這與 “慢性阻塞性肺病患者一吸煙就要進(jìn)急救室”的臨床經(jīng)驗(yàn)是一致的。”

另一方面，科學(xué)家們可以通過(guò)這項(xiàng)研究成果更加深入地了解這種疾病的發(fā)病機(jī)制。因?yàn)檠芯咳藛T可以通過(guò)研究芯片，觀察擺動(dòng)的纖毛是如何促使黏液運(yùn)動(dòng)的。在這個(gè)過(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)，這些煙霧使纖毛的擺動(dòng)間隔變得不太規(guī)律。“香煙產(chǎn)生的煙霧與阻礙了它們?cè)镜那鍧嵒顒?dòng)，” Donald Ingber 解釋道，“這大概就是吸煙人士總是咳嗽，并且總咳出黏液的原因了。”也就是說(shuō)，治療慢性阻塞性肺病的關(guān)鍵在于處理好這些任性擺動(dòng)的纖毛。

在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，就算你讓這些機(jī)器人一支接著一支地抽煙，它們也不會(huì)介意。聽(tīng)起來(lái)似乎有些殘忍，但是目前我們確實(shí)沒(méi)有更好的選擇了。要知道，在這之前，科學(xué)家們總是要把小白鼠放在充滿煙霧的盒子里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所以，這款機(jī)器人的使用不僅讓實(shí)驗(yàn)過(guò)程變成更加人性化，還可以將人類對(duì)煙霧的反應(yīng)模擬得更加真實(shí)。畢竟小白鼠的呼吸不需要鼻子，同時(shí)人類也不具備嚙齒目動(dòng)物對(duì)煙霧的免疫反應(yīng)。

via Wired