黑科技里最黑的
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什么样的科技可以成为你心目中的黑科技？是自动驾驶的新能源汽车，还是海潮发电，是人工智能早筛癌症，还是多功能集成电路电子皮肤？
很多人都觉得微创已经是了不起的黑科技了。可是微创在今天介绍的这个黑科技面前只是灰色的。它就是这么黑。
大脑里面有1000亿个神经元，100万亿个神经连接。我们的记忆，认知，情感，行为，都是由神经元和神经连接控制的。
当神经元和神经连接被破坏以后，我们会记忆障碍，认知退化，性情大变，行为古怪。
大脑是细胞分工最细致的人体器官。一组细胞也许负责某种感知，而它们的隔壁的另一组细胞却负责情绪。所以给大脑做手术是最有挑战的，需要精细再精细。
大脑是被保护得最好的器官。头盖骨保护大脑不被外力所伤。血脑屏障保护大脑不被细菌，病毒等外来敌人侵害。因为头骨和血脑屏障的保护，给大脑做手术也变得异常困难。
先不说做手术，即使是搞清楚大脑中不同部分的功能就已经很困难了。
最难治的病偏偏也是大脑的病。阿尔兹海默病就是一种大脑疾病。阿尔兹海默病同时也是世界上最昂贵的疾病。这个疾病带来的社会成本是癌症的2.5倍。病患从开始遗忘，到性格变化，丧失所有记忆，丧失行动能力，到最后死亡，整个过程可能会超过十年。病人自身的痛苦和家属的压力负担都是巨大无比的。
阿尔兹海默病被普遍认为来自于大脑中积累的有毒蛋白质分子Aβ形成的斑块，和缠结的蛋白质分子tau蛋白。这些有毒的蛋白质在大脑中积累，会导致大脑神经元死亡，大脑的神经连接被破坏。从而引发上面提到的所有症状。能不能用纳米体积的超微型吸尘器对大脑里的这些异物杂质进行人工清理呢？
自闭症是另一种可怕的疾病。患病的人从儿童时代开始就让人揪心。他们无法正常和周围的人沟通，很多病人无法融入社会，自食其力。噪音、光线和人群都可能让他们无比痛苦。一种可能的原因是大脑中多余的神经突触和连接没有在幼年时期被剪除。（两岁的幼儿大脑中神经元的突触是成年人的一倍。从2岁到9岁，多余的一半突触会被剪枝一样剪掉）过多的神经元连接造成大脑对外部刺激的反应异常。能不能用纳米体积的超微型手术刀把多余的神经连接剪掉呢？
超级微型吸尘器，超级微型手术刀，这些已经不是异想天开了。
斯坦福大学的科学家用一种纳米材料实现了对大脑进行非常非常微观的局部麻醉。他们把这个超级黑的技术发表在顶级杂志《神经元》上面。
首先，科学家把麻醉化合物放在高分子纳米材料里面。这些高分子纳米材料的直径只有400纳米，相当于把PM2.5的颗粒分成200份中的一份的体积。科学家然后把纳米材料注射入血液中。血液把这些小颗粒带到身体各个部位，也包括大脑里面的毛细血管中。下一步，科学家用超声波对准大脑中很微小的一个点进行照射。超声波可以打碎纳米材料的外壳，释放出里面的麻醉化合物并穿过血脑屏障，进入内部。被照射的点附近的细胞群就会被麻醉，而丧失正常的功能。科学家用超声波对准大脑中的视觉中枢，果然发现视觉功能下降了，而视觉中枢临近的运动中枢完全不受影响。
科学家用PET扫描的技术观察试验中的小鼠大脑部分哪些活跃，哪些部分被抑制。他们发现除了被超声波照射的部分被抑制以外，距离很远的大脑其它部分也有被抑制的情况。可以由此推测，大脑中还有哪些地方和视觉功能有关联。
大脑里面的神经元的分工非常细致。负责情绪的神经元和负责决策的神经元可能离得非常近。治疗大脑疾病最困难的是如何治疗一组神经细胞而不影响其他的神经细胞。用纳米材料可能是最佳答案。
还有一个特别酷的试验，发表在2018年2月的顶级期刊《科学》杂志上。主要的研究人员来自于日本东京大学和新加坡国立大学。
科学家把光敏材料做成纳米颗粒，然后把这些纳米颗粒注射到大脑深层的特定部位。接着，科学家用穿透力比较强的红外光线照射大脑。纳米颗粒里面的光敏材料可以把红外线转化为蓝光，直接刺激纳米颗粒附近的神经细胞，影响这一小部分神经元的活动。
脑瘤是最难治疗的癌症之一。麻省理工学院的大牛科学家Paula Hammond和David Koch灵巧地制作了一种纳米颗粒，可以有效地治疗脑瘤。这种材料做得非常精致(见下图)。它们表面的脂质体上带有一种特别的蛋白质 (Transferrin)。 可以顺利通过大脑毛细血管内壁的血脑屏障膜，还可以找到脑瘤细胞，附着在它们的表面上。纳米颗粒上有两种药物，一种用来杀死癌细胞，另一种用来修复被破坏的大脑细胞。
可以想象，这种方法所释放出来的药物非常微量。所以它对健康细胞的破坏也可以被限制到最低。不像治疗癌症的化疗，或放射性疗法，杀敌一千，自损八百。
大脑疾病是最难搞清楚也最难治的疾病，不管是阿尔兹海默病，抑郁症，还是自闭症。用纳米技术治疗大脑疾病可能是最有前途的办法。
以前以为还只是天方夜谭。转眼之间，我们已经离它不远了。
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