科幻是對未來最好的預言。幾百年前，人類在科幻故事里想象，有朝一日我們可以潛入深海，可以飛上太空。這些天馬行空的幻想都已經成真，但人類將科幻變為現實的旅程才剛剛起步。在這個“屬于生物學”的世紀，越來越多關于健康的科幻想法，正在成為造福人類的新產品。

　　1966 年，一部叫做《神奇旅程》（Fantastic Voyage）電影在美國上映。這部電影講述的是 5 名醫生被縮小成幾百萬分之一，然后乘坐潛水艇順著血流進入人體，在病人身體內部進行治療的故事。50 年后的今天，我們看到了它的雛形。

　　本周，加州理工學院（Caltech）的兩名科學家開發出了一種全新的“藥片”，解決了將科幻變為現實的一大難題——定位。先前，人們曾開發出了不少微型機器人，試圖在人體內進行診斷或治療。但這些機器人都無法做到精確定位。人體的組織太厚了。無論是采用電磁場、聲波、或是基于影像的方法，我們都很難找到這些微型機器人在身體里的位置。這樣一來，這些機器人的作用就非常有限。如果你不能區分病變的信號來自于小腸還是大腸，這樣的診斷又有什么意義呢？

　　人們想知道微型機器人在人體中的具體位置（圖片來源：《Nature Biomedical Engineering》）

　　兩名加州理工學院的科學家在餐桌上找到了潛在的解決方案。在一次派對上，精通醫學成像技術的 Mikhail Shapiro 博士與微芯片大牛 Azita Emami 博士一拍即合，想到了一個新點子。在尋常的醫學成像中，核磁共振成像技術（MRI）能穿透厚厚的人體，讓醫生看清病人的身體結構。我們能把這個技術應用到微型芯片上嗎？

　　Mikhail Shapiro 博士曾被《麻省理工科技評論》選為“35 歲以下創新者”（圖片來源：《麻省理工科技評論》）

　　“MRI 的一個關鍵原則在于磁場的梯度能讓身體不同部分的原子以不同的頻率共振，因此我們能很簡單地知道這些原子屬于哪里，”Shapiro 博士說：“我們想將這個優雅的原則整合到電路中。我們的 ATOMS 芯片在不同的磁場下，也能共振出不同的頻率。”

　　這個微芯片比硬幣要小多了（圖片來源：加州理工學院）

　　Shapiro 博士提到的 ATOMS 芯片正是他們開發出的“治療潛水艇”，它只有一枚硬幣的 250 分之一大。在一定的磁場梯度下，它們也能以不同的頻率共振，讓人分析出這些小芯片的位置。這打通了前往未來的道路。

　　有了精確的定位，這些小芯片能做許多先前難以想象的工作。在結合了診斷工具后，它們能分析人體特定部位的血糖濃度、溫度、炎性分子水平等關鍵數據，幫助醫生判斷病情；在結合了藥物后，它們還能穿越重重阻礙，在特定的地方釋放藥物。舉例來說，我們能在腫瘤附近釋放殺傷腫瘤的藥物，一方面將藥物對正常細胞的影響降到最低，另一方面還能提高藥物在腫瘤附近的濃度，提高效果。

　　小鼠試驗證實了它的有效性（圖片來源：《Nature Biomedical Engineering》）

　　這些小芯片在小鼠中已經證實了它的有效性。研究人員們期待它能早日進入人體試驗階段。將來，在這些芯片的幫助下，醫生們能更精準地對患者進行診斷，也能讓患者更精準地使用藥品。正如加州理工學院所言，這是“未來新藥”應有的模樣！

　　參考資料

　　[1] Medicine of the Future: New Microchip Technology Could Be Used to Track Smart Pills

　　[2] Localization of microscale devices in vivo using addressable transmitters operated as magnetic spins