未必“盗梦”但不断解谜

　　无论《奇幻之旅》《入侵脑细胞》《五百年后》还是那部红极一时的《盗梦空间》，科幻作品里有个经典主题——人脑。对于脑，人类想获解的问号实在太多太多。

　　一项雄心勃勃的“基于神经科学技术创新的人脑研究计划”，由奥巴马于去年4月亲自公布。科学家们希望首先能绘制出一幅囊括大脑所有活动的详图，以更好地防治阿尔茨海默等脑神经疾病。欧盟更爽快，同年10月斥资十余亿欧元启动“人类大脑项目”——用超级计算机完整模拟人脑。

　　2013年，一项名为CLARITY的脑成像技术采用化学处理方式，不需要拍片就能反复呈现错综复杂的大脑结构；研究人员利用3D打印技术首次建成人类大脑的3D模型，显示出脑细胞结构的细节；科学家能通过使用光刺激、经基因改良的海马神经细胞，为老鼠引入虚假记忆；科学家还发现，大脑清理确是睡眠的核心功能之一；12种与最常见的阿尔茨海默氏症有关的基因被发现，帕金森症的早期诊断也有了希望。神经生物学家尼可莱里斯研发了一种受大脑调控的外骨骼装置，他希望能令一位脊髓损伤患者在今年世界杯上踢出第一脚球。我们也期待着2014年能破解更多人脑奥秘。

　　本报记者 董纯蕾

　　星际探险到火星

　　尝试建空间激光通信

　　在阿西莫夫的2014猜想中，无人驾驶的飞船已经降落在火星上，载人探险将开展。实际上，关于火星的探测方兴未艾，但距离载人着陆还远。

　　2013年，中国的“玉兔号”登陆月球，美国的“旅行者1号”进入星际空间，开普勒空间望远镜走向终结。但最令人印象深刻的是美国的“好奇号”月球车。它漫步火星的路程已超过了4.5公里，并发现了形成于水中或能被水改变的黏土矿物，这终于能让人确信火星上曾有过液态水。下一步，科学家们希望，“好奇号”能在2014年中到达它在火星上的主要任务地点——由层层叠叠的沉积岩组成的夏普山。这里的黏土矿或许能让“好奇号”看到更古老、更湿润的火星。

　　2014年值得期待的星际探险，不仅止于此。欧洲空间局将唤醒处于休眠状态的“罗塞塔号”探测器，尝试登陆留莫瓦·格拉西梅彗星；火星将迎来两位新客人：美国的MAVEN探测器和印度的轨道飞行器。

　　阿西莫夫还说，地月之间实时会话将可通过调制激光束完成。真被他说中了，美国宇航局在月球激光通信演示之后，还将构建激光通信中继演示系统。如果空间激光通讯成功，“好奇号”火星车便有望发回更多数据；科学家甚至能追踪土星上的风暴；当然，宇航员们能同家人视频聊天了。　　　　　 　　　　 本报记者 董纯蕾

　　3D打印强势登台

　　高端产品可降到“白菜价”

　　2013年11月，美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪，震惊世界。这个对公众并不陌生的新技术名词，彻底褪去“科幻外衣”，走入生活。

　　通用电气去年开始利用3D打印技术将金属粉末打印成各种部件，其所使用的3D激光烧结金属粉末技术学名叫“叠层制造工艺”——用特殊工艺使极薄的材料一层一层堆叠出产品。通用电气利用叠层制造工艺生产的发动机喷嘴比传统制法更节省原材料，更轻，可以减少燃料消耗，最重要的是降低了成本。目前，通用电气航空集团已成功地利用这项技术制造出LEAP喷气式发动机，经测试，可节油15%。

　　我国自上世纪90年代初，便在国家自然科学基金委和国家科技部的支持下开始研究该项技术，相比较其他制造领域，我国3D打印技术与国外基本上同步启动、同步发展。未来5年，我国重点围绕高端工业产品和大众个性化消费产品两大类对象，加强与3D打印有关的基础理论与成形微观机理、设计方法、关键工艺技术研究、高性能高精度高效率工艺装备研制，以及相关标准规范制定。

　　据预计，2014年3D打印机的全球出货量将增长75%，到2015年这一数字将翻番。因为消费者市场的炒作使得企业意识到3D打印实际上是一个真正可行、非常划算的节约成本的方式，通过改进设计、优化原型和缩短生产周期可以实现成本节省。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本报记者 马亚宁

　　机器人重塑生活

　　胜任更多工作更好互动

　　“2014年，机器人不会很普及，功能也不会很强大，但是至少它们已经问世了。没准儿在2014年的展厅里，最主要的展示品就是一个机器人保姆，它虽然笨拙而缓慢，却能够捡拾垃圾，整理和清洁房间，并且会使用多种家用电器。”半个世纪前阿西莫夫预言的“机器人戏份”正在真实上演：一种圆头圆脑的“扫地机器人”已经越来越多地走进百姓人家。这种机器人并不会眨眼睛，它也不会与主人谈话，更不会提供食物，但它会按部就班洒扫庭院，然后找到回家的路。目前，这种清洁机器人已经在全球成千上万个家庭推广使用。

　　与此同时，帮助中风患者康复的医师、主持婚礼的司仪、老师、服务员等一系列机器人正走出科学家的奇思妙想，在实验室里整装待发。这些机器人具有广泛用途，它们能够与人类共处于人类社会之中，并成功地与人类环境进行交互。更为重要的是，它能够学习周围的环境，并能应对人类互动接触时出现的新挑战，先进技术的发展还可能让机器人胜任许多只有专业人士才能从事的工作，例如机器人护理员、银行助理甚至狱警等纷纷上岗。不过，它们在重新定义我们智能生活的同时，也可能挤占许多工作岗位。如何与机器人共舞未来智能生活，也许是科学家们即将思索的下一部“科幻电影”。

　　本报记者 马亚宁

　　CRISPR技术席卷全球

　　动“基因手术”就能治病

　　订制基因、修改基因，这也是不少科幻作品惯用的路数。未来，病人真可选择“基因手术”来治病。在过去的一年内，一种能快速、方便有效地靶向人类基因组任何基因的新方法——CRISPR技术成为全球科学家的新宠。

　　科学家们在研究中发现，细菌具备一种有高度适应性的免疫系统，使它们能发现并击退来自某种噬菌体的多次进攻。很多科学家据此意识到，细菌的免疫系统拥有一个非常有价值的特性：以某个特定的基因序列为目标。2013年1月，4个研究团队报告了这一被称为CRISPR的系统。细菌用这一策略来探测并剪除外来DNA，剪除DNA的酶Cas9会在一个RNA引导序列的帮助下发现目标。现在，研究人员可以借用基因工程方法，追踪任何基因。随后，许多科研团队利用这一系统来删除、添加、激活或抑制人体、老鼠、斑马鱼、细菌、果蝇、酵母、线虫和农作物细胞中的目标基因，从而证明了这个技术的广泛适用性。基于CRISPR，科学家构建人类疾病小鼠模型的速度要比之前快得多，研究单个基因则更为快速，能立刻方便地改变细胞中的多个基因，以便研究它们的相互作用。 

　　目前，已有人看到了其中的商机，创办公司来研究和推广这种基因编辑技术，旨在研发直接修改与疾病有关的基因来治疗疾病的方法,给遗传工程师、神经科学家甚至植物生物学家提供神奇的“基因手术刀”。本报记者 马亚宁