歐洲偷師咱中國的中醫銀針,發明了超牛“分子手電筒”?

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歐洲科學家最近搞出個特別牛的玩意兒,叫做"分子手電筒",完全就刷新認知了。它的尖端只有1微米,1毫米的千分之一啊,肉眼根本就看不見。

但它卻可以照亮神經組織,從分子層面搞清楚腦瘤、腦損傷時分子是如何變化的,完全就是個超微型的分子顯微鏡,就像城市上空的無人機,雖然看不清每輛車(分子)裏面在幹啥,但車流湧向哪裏,卻是清清楚楚的,你想想會帶來多大的革命性進步。難怪會發表在《自然-方法》雜誌上,12月31日的。

這個“分子手電筒”爲什麼這麼牛呢?咱們平時去醫院做腦部檢查,要麼CT,要麼核磁共振,要麼就得開顱才能看到裏面怎麼回事。這不就跟查看密室一樣嗎?非得拆牆或者用X光,都挺粗暴的。

但西班牙國家癌症研究中心 (CNIO)的科學家們,想出了個特別精巧的主意:製造一個超級細的探針,細得比人的頭髮絲還要細幾十倍,就可以刺入大腦而不傷害周圍組織了。

你是不是恍然想起了什麼?沒錯,中醫的鍼灸,《黃帝內經》早有記載啊!歐洲是在偷咱們的師嗎?嗯,話也不好這麼說,這探針和銀針還有所不同,銀針爲什麼能治病,到現在可能都還是一筆糊塗賬呢。

徐老師我倒是看到2010年《中國青年報》有篇報道,說美國羅徹斯特大學醫學中心, 神經科學家麥肯·內德戈德團隊,通過鍼灸實驗,發現銀針可能是通過針刺導致的輕微創傷,激發人體組織釋放一種名爲腺苷的化合物,進而形成腺苷酸,抑制神經信號,緩解疼痛。這項研究發表在當時的《自然-神經科學》雜誌上,可信度還是挺高的。所以喜歡中醫的朋友們,徐老師可是幫你們找到科學依據了。

那這個分子手電筒並不治病,而是看哪些地方有病,用到了量子物理學裏的一個“魔法”現象——拉曼效應。簡單來說就是,光照射到物質上時,就像打檯球,會發生反射和折射,這是彈性碰撞,散射光子和入射光子波長、頻率和能量完全相同,叫做瑞利散射。

同時還有約千萬分之一的光子,會與介質分子發生非彈性碰撞,出現能量交換,散射光子波長、頻率和能量會發生變化。就像每個人的指紋都不一樣,不同分子遇到光的時候,會散射出不同波長、頻率和能量的光子,形成獨特的"光子指紋",可以用來分析每個分子的獨特信號或光譜,進而瞭解物質的分子組成及狀態。NASA毅力號火星車就搭載了兩臺拉曼光譜儀,來分析火星岩石的成分。

拉曼效應1928年由印度物理學家拉曼發現,他大概沒有想到近一個世紀後,這個發現會用來對大腦做這麼精妙的事情吧。

那麼,這個"分子手電筒"具體是怎麼工作的呢?它可以低侵入性地插入大腦深處,對腦組織的損傷完全可以忽略不計。就像你拿着一個超微型的分子手電筒,當光照射到腦組織上時,不同分子會散射出特定頻率的光,然後就能知道這些腦組織裏都有些什麼分子,它們都在幹什麼,有沒有出現異常情況。

更厲害的是,這個技術不需要任何"預處理"。你要知道,現有很多的腦科學研究方法,都需要先往腦子裏注射一些特殊的標記物,或者改造基因什麼的。但這個"分子手電筒"可以直接看到腦組織最自然的狀態,就像... 嗯,就像你在家裏裝了個攝像頭,可以看到你家熊孩子在屋裏幹啥壞事一樣,完全不用打草驚蛇!

但這項研究現在還只是在小鼠大腦裏做了試驗,人體試驗還沒有開始,所以什麼時候能夠落地還是一個未知數。不過科學家們已能看到老鼠腦瘤是怎麼擴散的,腦外傷後的組織變化是什麼樣的。

這些以前都是要把腦組織切片才能看到的東西,現在可以直接在活體上觀察了,想想就令人興奮啊,你們知道會帶來多大的變革嗎?

最直觀的應用就是用在腦瘤手術中。現在腦瘤手術最難的是啥?是把腫瘤徹底切乾淨。因爲腫瘤細胞特別狡猾,經常會往周圍的正常組織裏"滲透"。醫生們現在就像是在黑夜裏除草,總怕漏掉幾根。但有了這個"分子手電筒",醫生就能在手術中實時"掃描"周圍的組織,看看是不是還有漏網之魚。

第二個潛力在於早期診斷。現在很多腦部疾病,等到能在CT或核磁共振上看到變化的時候,可能就已經比較嚴重了。但是分子層面的變化往往發生得更早。比如帕金森病患者在出現症狀時,多巴胺能神經元可能已經損失了60-80%!如果能早點發現分子層面的異常,那治療的效果可能會好很多。

更酷的是,這項技術還能跟人工智能結合。科學家們正在開發AI算法,讓計算機自動分析那些"分子指紋"。這就好比是給醫生配了個"福爾摩斯級別"的助手,能從海量的分子信息中找出關鍵線索,未來這不就是《星際迷航》裏的醫療掃描儀嗎?科幻正在變成現實!

目前分子手電筒還在實驗室階段,科學家們還需要解決很多問題,比如怎麼讓信號更加穩定可靠,如何確保長期使用的安全性,數據分析標準該怎麼制定等等。

不過你想想萊特兄弟1903年第一次飛行只飛了12秒,現在環球飛行已經是家常便飯了,所以咱們是不是也該充滿希望和信心,遙不可及的東西總有一天會悄悄地走進我們的生活。

參考文獻就在後面,老蓋們都去指導一下吧。既然看到這兒了,是不是也該點個贊、關個注、轉個發、收個藏再走呢?

參考文獻:

Pisano, F., Masmudi-Martín, M., Andriani, M.S. et al. Vibrational fiber photometry: label-free and reporter-free minimally invasive Raman spectroscopy deep in the mouse brain. Nat Methods (2024). https://doi.org/10.1038/s41592-024-02557-3



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