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第6章 电子科技与人(3)

心电扫描仪为什么能检查出心脏的健康状况呢?原来由于人体心脏周围的组织和体液都能导电,因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。

心脏好比是电源,无数心肌细胞动作电位变化的总和可以被传导并反映到体表。心电扫描仪可以从人体的特定部位记录下心肌电位改变所产生的波形图像,这就是人们常说的心电图。医生们只要对心电图进行分析便可以判断受检人的心脏是否规则,有无心脏疾病。

2.实话实说——测谎仪

说实话的人觉得它很神奇,爱说谎的人觉得它很可怖,这就是测谎仪。面对狡诈的犯罪分子,他们怎肯束手就擒,坐以待毙?不过我们不用害怕,正所谓“魔高一尺,道高一丈”,我们有我们的杀手锏——测谎仪。

测谎,就是对谎言的甄别活动。“测谎”一词,是由“测谎仪”而来。测谎仪是一种记录多项生理反应的仪器,可以在犯罪调查中用来协助侦讯,以了解受询问的嫌疑人的心理状况,从而判断其是否涉案。由于真正的犯罪嫌疑人此时大都会否认涉案而说谎,故俗称为“测谎”。准确地讲,“测谎”不是测“谎言”本身,而是测心理所受刺激引起的生理参量的变化。所以“测谎”应科学而准确地叫做“多参量心理测试”,“测谎仪”应叫做“多参量心理测试仪”。

认定和排除犯罪嫌疑是测谎的基本功能。特别是在侦查工作前期,侦查人员根据初步侦查和调查掌握的情况,发现了嫌疑对象,但尚无确凿证据认定该对象是否犯罪分子时,通常采用传唤或拘传的方法,进行正面审查,以排除或肯定犯罪嫌疑。但作案者和无辜者都会极力辩解,否认犯罪,其供述有的一时难以查证或虽能查证但需花费大量时间和经费。这时,若使用测谎技术,就能迅速地排除大量的无辜嫌疑人,筛选出重点嫌疑对象,在条件比较好的情况下还可以直接认定犯罪分子,然后围绕重点嫌疑对象开展审讯和调查,可以事半功倍,大大提高破案效率。它使得犯罪分子能够尽快地被绳之于法,也避免了冤枉更多好人。

3.有声胜无声——助听器

走在大街上,总会看到年轻的姑娘小伙戴着耳麦,手持款式新颖的音乐播放器边走边听着动听的音乐。你也会看到有些上了岁数的老大爷、老大妈们出门也戴着“耳麦”,难道他们也喜欢上了时下的流行音乐了吗?

不要误会,他们佩戴的可不是什么音乐播放器,而是助听器,顾名思义,它有助于有听力障碍的人恢复听力。

一切有助于听力残疾者改善听觉障碍,进而提高与他人会话交际能力的工具、设备、装置和仪器等就是助听器。

助听器有电力的和非电力的两类,后者目前已被废弃。前者又有电子管式和晶体管式两种。晶体管式助听器最为灵巧轻便,于1950年问世后已取代电子管式而被普遍采用。

集成电路的问世使得“晶体管助听器”逐渐被淘汰。集成电路IC于1964年问世,其体积小、耗电低、稳定性高。近年来随着科学技术的飞速发展,助听器也逐步向智能化、体内化发展。1982年“驻极体麦克风”的问世实现了助听器微型化,灵敏度及清晰度更是达到了新的水平;而1990年随着“电脑编程助听器”的问世,助听器增益初步智能化调整,又让助听器达到了另一新水平。1997年,“数字助听器”的增益智能化调整,使用极为方便,性能达到了更高的水平。

现在我们所用的大部分助听器都是“数字电脑编程”的,根据我们每个人听力损失的程度不同来调整,助听的效果又提高了一个层次,让患者听得更好。

4.人脑硬盘——记忆芯片

有的小朋友做事爱粗心大意,过于贪玩而老是丢三落四,为此经常受到老师、家长的批评。那么人能不能像电脑一样,只要供电正常,就不会发生遗忘呢?有,这就是记忆芯片。

在过去的十多年间,美国科学家特德·伯杰一直致力于研究一种可以再造“思想”的大脑植入芯片。这种芯片能够治愈失忆症等各种脑部异常,在将来,就像计算机出现的小故障一样,失忆问题也能轻松解决。

在美国南加州大学洛杉矶分校的一个顶级实验室里,研究者维杰·斯瑞尼瓦桑正在用一根细长的针刺着只有手指甲一半大小的老鼠大脑切片。

斯瑞尼瓦桑所做的试验是神经系统工程学方面的。一根细细的电线连接着长针和一块硅片,硅片又连着一个方形的信号转换器。硅片会通过长针朝大脑切片传递电流脉冲,接收了电流脉冲的大脑切片则会在屏幕上显示出脑电波。“不同的波浪变化反映了大脑切片发出的信号。”他介绍说,“这些信号的频率和图案模式几乎与硅片向大脑发出的脉冲信号是一样的。”更简单地说,这个大约只有1平方毫米大小的硅片正在使用电流信号跟活的大脑细胞“聊天”。

这个实验室的负责人特德·伯杰希望借此研究使大脑科学发展到新的阶段。伯杰认为,这种芯片与大脑细胞交流的能力只是他迈出的第一步,他的最终目标是研制出可植入人大脑的机器,这种机器“通晓”大脑的“语言”,能够帮助那些脑损伤的患者恢复记忆甚至是制造出新的记忆。如果伯杰的研究成功,那么患有失忆症的病人将不再需要服药,只需动一个外科手术,将一些人工制作的“大脑细胞”(即计算机芯片)植入大脑,问题就自然而然的解决了。

伯杰的研究小组目前只能复制1分钟左右的大脑活动情况,电子芯片大约只能模仿到近1.2万个神经细胞的活动,而一个人的大脑中共有1000亿个神经细胞。不过,相关领域的研究者纷纷表示,即便只能模仿如此少量的细胞活动,也是神经工程学领域的惊人成就。美国达特茅斯学院的大脑科学教授理查德·葛兰杰表示:“这是一种可以改变世界的科学类型,在我们的有生之年将可以实现记忆复制。”

5.睡眠好才健康——电睡眠疗法

科学技术现代化对人类生活方式的影响已经到了人类不得不反省的地步,它在改善人类生活质量的同时,也把一些无法回避的困扰带到生活方式中。随着夜间睡眠越来越多地被网络、电子邮件、深夜电视节目和现代生活的其他诱惑所替代,越来越多的科学证据表明,太少或没有规律的睡眠可能令人付出健康的代价。研究表明,睡眠不足或不规律除了让人们眼睛胀涩、嗜喝咖啡、在下午工作中打盹之外,还会增加多种重大疾病的患病风险,包括癌症、心脏病、糖尿病和肥胖症等。新的大型研究得到的最新数据再次证实,美国肥胖症盛行至少有部分原因是人均睡眠时间减少。对美国近1万名成年人的全国采样分析发现,在32~49岁间的人群中,夜间睡眠少于7小时者患肥胖症的风险要高得多。

睡眠是如此重要,作息时间不规律还可以人为进行调整,而那些失眠人群,他们对于睡眠似乎是束手无策,可望而不可求。

电睡眠疗法可能会对他们有所帮助。

用小剂量的单向低频方波电流通过颅部引起睡眠的治疗方法,称为电睡眠疗法。该疗法自1947年创始以来,在世界各国已得到了广泛的应用。

早期认为电睡眠治疗的作用是导致或深化生理睡眠,加强中枢的抑制作用。但人们目前认为它不仅引起睡眠会发挥一定的治疗作用,而且即使治疗过程中不入睡,也有调整性的治疗作用。科学家还认为脉冲电流通过脑部时,广泛作用于脑的各部,特别是皮层下区,包括丘脑、丘脑下部、网状结构、边缘系统及其他组织。因而对脑部各组功能产生影响,使原已紊乱的神经-血管、神经-体液、神经-内分泌以及其他植物性神经,躯体神经系统得以恢复,保证肌体内环境的稳定,促进肌体的自我调节过程,对于精神和情绪方面也能产生良好的影响。经颅的低频脉冲电作用,还可以使高血压下降,使血凝与抗凝系统的功能正常化,还可改善新陈代谢、降低血糖等。

有人观察电睡眠治疗能使血液中肾上腺素与正肾素浓度增高而呈兴奋作用,能改善心、血管系统的神经调节和改善冠状动脉的血液循环,并能影响脂类代谢,从而对冠心病有良好疗效。因此,电睡眠疗法的治疗作用,就决不仅限于疗法名称的含义,而日渐广泛地应用于临床上各科疾病的治疗。

6.直流电药物离子导入疗法

这种疗法也称理疗,是利用直流电流将药物离子经皮肤、黏膜或伤口导入体内治疗疾病的方法,称直流电药物离子导入疗法。药液中某些药物可以离解为离子,根据电学的同性相斥、异性相吸的原理,在直流电场力的作用下,带电的药物离子产生定向移动。直流电对于较表浅的组织如眼结膜、角膜、鼻黏膜、口腔黏膜、皮肤及指、趾等浅关节有直接作用。通过体液或神经反射,引起人体的反应达到治疗作用。

直流电药物离子导入的原理是在药物溶液中,一部分药物离解成离子,在直流电的作用下,阴离子和阳离子进行定向移动。如果阴极衬垫中含有带负电荷的药物离子或者阳极衬垫中含有带正电荷的药物离子,就会向人体方向移动而进入体内。

直流电药物离子导入除药物作用外,同时有直流电的作用,两者互相加强,其疗效比单纯的药物或直流电的疗效好。目前很少单用直流电疗法,多用直流电药物导入疗法。

直流电药物离子导入疗法的特点是导入体内的是有治疗作用的药物成分,大量没有治疗价值的溶剂和基质不进入体内。而且药物可直接导入较表浅的病灶内,在局部表浅组织中浓度较高、作用时间长。直流电导入的药量是很少的,就全身来说,浓度是很低的。

但是就局部表浅组织来说,比其他用药方法的浓度高。例如,青霉素直流电阴极导入,局部皮肤内的药物浓度比肌肉注射的要高出几十倍。链霉素眼部直流电导入,在前房及玻璃体中的浓度比其他用药方法要高出许多倍。而且由于直流电导入在皮肤内形成“离子堆”,不像其他用药方法很快经血液循环排泄,所以导入的药物在体内贮存时间长,疗效持久。

直流电药物导入疗法可引起神经反射性的治疗作用。直流电药物导入治疗时,将一定面积的电极放置在身体某些部位,由于直流电引起组织内理化性质变化和药物在表层组织内存留,构成了对内外感受器的特殊刺激因子,通过反射途径引起肌体的一定反应。特别是电极放置在某些神经末梢分布丰富的部位,通过感觉——植物神经节段反射机理而影响相应节段的内脏器官和血管的功能。

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