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天才少年改变世界

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刘一恒

作为成年人能做的,也许是思考如何给这些天才少年提供更好的成长土壤,看他们如何改变世界

“自古英雄出少年”,当“天才”与“少年”这两个意象联系在一起时,常常会让人感觉充满希望——他们那么聪明,做出的成就让普通人望尘莫及,他们又那么年轻,未来还有无限可能性。最让人觉得激动的是这些天才少年们将自己的才智贡献干改变人类生活的领域,也许未来的某一天,世界上大多数人都会受益于他们的发明创造。以下三位天才少年,都接受过美国总统奥巴马的接见,表扬他们所做出的成绩,鼓励他们继续努力。

伊斯顿·拉查佩尔:让人人都能制作脑电波控制的机械手臂

伊斯顿·拉查佩尔(EastonLaChAppelle)生于1997年,来自美国科罗拉多州,他开发出了一种由脑波控制的机械手臂“Anthromod”,被媒体誉为下一个乔布斯或比尔·盖茨。

伊斯顿14岁的时候,因为觉得机械手臂很酷,所以开始尝试制作。在没有任何电子、编程、机械知识基础的情况下,经过几年不懈努力,在杂乱的卧室里,伊斯顿儿时的幻想变为现实。

第一代机械手臂是他用乐高积木搭出来的,用钓鱼线和手术软管做手指,用五个独立的伺服机控制手臂动作,这个机械手臂让伊斯顿获得2011年科罗拉多州科学展第三名。但是当时机械手臂还无法拿起一些重物。

这仅仅是一个开始,之后伊斯顿重新设计了新的模型,并得到了当地一家知名工厂的技术支持。他们为他专门制作机械手臂的塑料骨架。第二代机械手臂由3D打印的零件、牙科橡皮圈模仿的肌腱、彩色尼龙包胶线圈做成的韧带、任天堂遥感手套、操纵手臂动作的脑波控制耳机所构成。新的机械手臂有和人类相类似的指关节,每一节手指都能够弯曲。

伊斯顿在科罗拉多科技博览会上,遇到了生来没有手臂的7岁女孩珍妮,并从其父母口中得知:植入珍妮脊髓的义手花费了8万美金,而且随着女孩的成长,义手也需要不断替换,这对女孩的家庭是沉重的负担。这件事对伊斯顿启发很大。17岁的伊斯顿觉得自己的使命就是要做出功能性强,又让人负担得起的机械手臂。

“机械手臂能够读取大脑的大约10个信道,所以它的运行方式有点像肌肉传感器,它会读取从大脑释放出的一些小信号,然后将其转化成软件可以读取的东西,我们跟踪分析不同脑波代表的意义,并尝试将其转化成某一特定动作。”伊斯顿说。

要控制这些机械手臂,还需要戴上一种无线头戴装置,不过操作起来其实非常容易。一位截肢者使用无线脑波头戴装置,可以在10分钟之内学会顺畅通过意念来使用机器手臂。

伊斯顿称整个“Anthromod”的制造成本大约在600美元左右,而且所有的设计都是开源的,以便于人们在此基础上进行修改以使其适用于不同的情况。

这位少年发明家,并没有将这一革命性的发明据为己有,他已在网上公开了程序代码,这意味着任何人都能通过网络下载,而将机械手臂通过3D打印机打印出来。

杰克·安德拉卡:一张试纸测试早期胰腺癌

伊斯顿发明了帮助肢残者的机械手臂,而另一个少年发明了一种面向人群更广的东西:测癌试纸。杰克·安德拉卡(JackAndraka),1997年生于美国马里兰州克朗斯维尔市,让他声名大噪的原因是15岁时发明了测试癌症的试纸,并获得了2012年第62届英特尔国际科学与工程学大奖赛的顶级大奖。

安德拉卡13岁那年,他最喜欢的叔叔因为患胰腺癌离世,那时他甚至还不知道人身上有胰脏这么一个器官。悲痛之余,他开始利用Google和维基百科,学习了解胰脏和胰腺癌。

他发现,现在的胰脏检测方法是60年前延续下来的老方法,多年来由于一直没有突破,都没有更新过。这种方法,单次检测费用非常高,测试结果也不准确,很多胰腺癌患者被发现时已经是晚期了。

15岁时,安德拉卡在高中生物课上阅读碳纳米管的文章,刚好听到老师提到抗生素,于是这两者在他脑海中产生了关联,眼前一亮,他决定自己展开研究。他发现检测人体血液或尿液中“间皮素”(Mesothelin)含量,可以间接了解是否患有胰腺癌。此时,这个想法,还只是一些不够严谨的猜想,并未经过任何严谨的理论分析与科学试验验证。

安德拉卡说:“我不能在厨房灶台上研究癌症啊我妈会不乐意的,所以我决定要找间专业的实验室。我拟定了预算、材料列表、实验进度、程序等,然后就把计划寄给200位教授、著名实验室的专家、国家级的研究员等。”

等了很久,这200名专家教授中,大部分都杳无音讯。后来终于有一位来自约翰霍普金斯大学医学院的教授同意了安德拉卡的请求,结果安德拉卡在实验室里研发出了一种小小的试纸,比现有诊断胰腺癌的速度快上了整整168倍,短短5分钟内就能测出结果,而这一张试纸的成本甚至只需要3美分。

安德拉卡希望年轻人不要囿于陈腐的思维,应当善于学习利用网络资源,“透过互联网一切都有可能,理论是可以共享的,互联网是没有偏见的地方,长相、年龄、性别都不重要,你的想法才是最重要的!”

艾莱娜·西蒙:患罕见肝癌后投身基因研究

同样是造福癌症患者,这位少女的情况与安德拉卡不一样——她自己就是癌症患者。

美国总统奥巴马曾在一次演讲中提到了抗癌少女艾莱娜·西蒙(ElanaSimon):“在我认识的科学家、创业家和发明家里面,一些最鼓舞人心的人恰恰是其中最年轻的一批人。艾莱娜·西蒙在我们的一个科学展上展示了她的成果。12岁时,她患了一种罕见的肝癌并幸存了下来。于是她跟一位给她治过病的医生,从全美各地收集有关这种疾病的数据,并从收集到的所有样本中,发现了一种共同的基因突变——这都是在她高中毕业前完成的。”

艾莱娜小时候被严重的胃痛折磨很多年。虽然看了很多医生,但依然搞不清楚胃痛的病因。等到12岁的时候,她被诊断出患有一种罕见的肝癌——纤维板层型肝癌,有关这种癌症的研究一直都很有限。专家估计,在美国,每年大约只有几个确诊病例,其中大多数患者都是35岁以下的女性,只有大约32%的患者在被确诊后能活过五年。

艾莱娜的主刀医生、纽约纪念斯隆·凯特琳癌症中心小儿手术服务部主管迈克尔·拉夸格里亚(MichaelLaQuaglia)医生说:“人类对于这种癌症知之甚少,而且对于各种肝癌也都了解得很少。”

艾莱娜出生在一个科学家家庭里,她的母亲是专业的生物学家,而父亲桑迪·西蒙则是纽约曼哈顿洛克菲勒大学受人尊敬的生物物理学家。艾莱娜说:“我很幸运,因为我生长在这样一个科学家家庭里,所以你知道的,对我来说,探究一个自己想到的研究课题似乎是完全正常的。”

艾莱娜在高中实习期间进行研究时,想到了对纤维板层型肝癌细胞进行基因测序这个办法。艾莱娜带着这个想法去找她的主刀医生商量,请他帮忙。她和拉夸格里亚医生一起与美国各地的患者联系,征集肿瘤样本。

此外,艾莱娜还与纤维板层型肝癌基金会(FibroIameHarCancerFoundation)合作,为其他患者制作了一段宣传视频。许多患者都联系上我们,他们说,‘嗨,我在网上看到了你们的视频。太棒了。我能做些什么来帮助你们呢?该怎么把我的肿瘤样本寄给你们?’”十五位患者为该项研究寄来了纤维板层型肝癌肿瘤以及邻近健康组织的样本。下一步就是把这些样本送往纽约基因组中心(NewYorkGenomeCenter)进行测序,并且寻找肿瘤组织和健康组织之间存在的基因差异。

他们的研究结果堪称非凡。有个基因突变会导致一个基因的一部分与另一个基因的一部分相粘连,从而形成一种称为嵌合体的独特蛋白质。这种嵌合体出现在所有15个肿瘤样本中。

在这种与医生、遗传学家和计算生物学家不寻常的合作中,18岁的艾莱娜成为相关研究报告的联名作者,并于2014年2月将该成果发表在一本著名的科学期刊上。

“简直令人难以置信,只是因为我自己得上癌症而启动的这项研究实际上可能会帮助其他人——这太好了,这让我觉得这一切真是太幸运了。”艾莱娜认为其他癌症也有攻克的希望。她说,这项协同努力可以作为其他癌症群体的榜样。“患者群体其实也可以在治疗自身癌症的研究中有所作为。”

除了这三位天才少年,还有其他少男少女也在科学领域做出了不小的贡献,比如布里特妮·威戈(BrittanyWenger)发明的电脑程序能够精准地诊断乳腺癌,检测到99%的恶性乳腺肿瘤。施莉·博思(ShreeBose)的抗癌药物Cisplatin为她赢得了谷歌科学博览会一等奖,同时使她被《Glamour》杂志评为年度最佳年轻女性之一

未来人们获取知识的途径会越来越多,也许这样的天才少年也会更多,他们智力超群,实践能力一流,作为成年人能做的,也许是思考如何给这些天才少年提供更好的成长土壤,看他们如何改变世界。

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