生物医学工程与人类未来的猜想
摘要：生物医学工程本着了解人体，从工程学的角度去发现和诊断人体内部病变。但是它的潜力不仅仅如此，生物医学工程发展的 最终目的应该是促进人类自身的进化。
关键字：工具，生物医学工程，人体，进化，太空，未来，现在
1859年，英国生物学家C.R.达尔文出版《物种起源》一书，阐明了生物从低级到高级、从简单到复杂的发展规律。1871年，他又出版《人类的起源与性的选择》一书，列举许多证据说明人类是由已经灭绝的古猿演化而来的。但他没有认识到人和动物的本质区别，也未能正确解释古猿如何演变成人。F.恩格斯提出了劳动创造人类的科学理论，1876年他写了《劳动在从猿到人转变过程中的作用》一文，指出人类从动物状态中脱离出来的根本原因是劳动，人和动物的本质区别也是劳动。文章论述了从猿到人的转变过程：古代的类人猿最初成群地生活在热带和亚热带森林中，后来一部分古猿为寻找食物下到地面活动，逐渐学会用两脚直立行走,前肢则解放出来,并能使用石块或木棒等工具，最后终于发展到用手制造工具。与此同时，在体质上，包括大脑都得到相应的发展，出现了人类的各种特征。恩格斯把生活在树上的古猿称为“攀树的猿群”，把从猿到人过渡期间的生物称作“正在形成中的人”，而把能够制造工具的人称作“完全形成的人”。
工具是人类真正进化的标志。工具是人类区别与其他动
物的标志之一,是人类社会和人类文明的产物,是人类社会发展的动力之一。生物医学工程（BiomedicalEngineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向 生物医学生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。它是一种全新的工具，在了解人体的前提下，为人体的病变提供治疗手段。但是生物医学工程的潜力绝对不止这些，我认为，生物医学发展的最终目的是促进人类的进化。
那么何谓进化？在维基百科里，对进化是这样解释的：进化，又称演化（英语：Evolution），在生物学中是指种群里的遗传性状在世代之间的变化。所谓性状则是指基因的表现，这些基因在繁殖过程中，会经复制并传递到子代。而基因的突变可使性状改变，进而造成个体之间的遗传变异。新性状又会因为物种迁徙或是物种之间的水平基因转移，而随着基因在种群中传递。当这些遗传变异受到非随机的自然选择或随机的遗传漂变影响，而在种群中变得较为普遍或稀有时，就表示发生了进化。简略的说，进化的实质便是：种群基因频率的改变。
生物的进化意味着基因的改变，但这种变化是随机的，而且大多数的变化是有害的，人类的癌症就之这样的一个典
型例子。我相信这个宇宙之中绝对不止人类这一种智慧生物，每一种生物都有自己独一无二的能力。研究生物医学工程的最终目的是找到一种有效的模式，来解放人体自身的潜力。我把人体分为三区，分别是头，身体，四肢。而每区由内到外都有相应的技术对应。
首先从头说起。头是人体的指挥中枢，里面有大脑，两侧有耳，前面有鼻、眼和嘴巴。把大脑比作电脑的话，那么眼耳鼻口就是输入元件。分别对应着的是视觉、听觉、嗅觉和味觉。对目前的技术水平来讲，人的这些器官都是复杂而又简单的。但却是无可代替的。其中最为显著的代表就是眼睛。每年等待着换眼角膜的病人和真正能都重见光明的病人比例相差是非常巨大的。最近，加拿大和瑞典科学家的小规模人体试验，利用实验室制造的人工合成眼角膜恢复病人视力，首次显示可协助修复受损眼组织。在全球眼角膜来源短缺下，有关研究的成果，能为众多的失明人士带来希望。研究人员指出，该研究显示，人工眼角膜可与人眼融为一体、并再生。这就是生物医学工程运用到改善人体的一个重要实例。
再来说说大脑，大脑，包括脑干、间脑、小脑和端脑。在医学及解剖学上，多用大脑一词来指代端脑。 多少年来，人类的大脑一直是科学家们不懈研究的一个重要领域。根据最新研究，大脑的主要功能是分析产出样本，样本可以点亮
丘脑的丘觉前，脑科学家们公认，人的大脑还有大量的潜力可挖。在科幻片中，有一种智能芯片的概念。这种芯片移植进人体，可以控制机器，显示人体数据等等。我认为这种芯片完全是有它的前景的。许多人遇到紧急情况时会大脑当机，不知所措。这时候一个辅助电子脑就显得尤为重要，当你遇到紧急情况时来不及反应，辅助的电子脑就可以对人体发出相应的指令，以解决这种困境。人的肉体反应在短时间内是很难提升上去，但是却可以通过这种辅助系统来解决。这将会大幅度减少像车祸这样的惨剧发生。而这种芯片的可行性的前提是它可以和大脑联通。
躯干是人类发生病变的主要地。其中以心脏、肾脏等器官的病变最多。每年死于心脏病的人数占了死亡人数的三分之一，在我国，每年死于心脏病的人数高达数十万。人们一直在梦想.如果人体哪一个器官坏了,能换上一个新的,以保证人体的完整性,延续生命活力。随着现代新材料、化学工程、电子技术及自动控制技术的发展和进步,各式各样的人造器官(人工器官)不断出现,人们的梦想将成为现实. 组成人体的器官很多,它们的大小、形态、结构以及生理机能都不一样.但是,医学家们把这些器官放在显徽镜下观察和分析后,发现所有的器官都是由4种形态和功能不同的墓本组织有机结合起来的.这4种基本组织是上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织.这些基本组织都属于高分子物质. 化学工程和材
料科学的发展,已经为人类提供了多种功能的人工合成高分子材料.天然高分子材料和合成高分子材料在分子结构上相似,在性能上接近,这为开发人造器官提供了物质荃础。人造心脏 心脏是人体的重要器官.对于患有严重心脏疾病的人,进行心脏移植是挽救生命的唯一途径。令人遗憾的是,目前可供移植的心脏根本无法满足患者的需求.在关国.数以万计的严重心脏病患者,每年只有两三千人可接受心脏移植,许多人在漫长的等待中离开了人世.为了挽救更多心脏病患者的生命,各国加紧研侧可完全植入人体内的人造心脏。由于心功能恶化而需要心脏置换的患者日见增多,但由于供心者的人数常常供不应求,或者需要等候一些时间才有供心者。因此,需要心脏置换的患者巫需要一个机械的人工心脏辅助循环装置暂时让心衰患者度过置换心脏的等候时间。心脏伴侣左室辅助循环是一种比较成熟的技术之一,可供参考,增补这方面的知识,它的大小只有一个D电池,四分之一传统装置重,可使等待心脏移植的患者受益。 由于以往的装置尺寸较大,装置的尺寸与大部分女性的身型并不匹配,因此很少的女性能从中受益。 这种被称为心脏伴侣n型(Heart-Maten)的新机械心脏装置是一种在左心室植人的辅助循环装置,帮助患有严重充血性心脏衰竭的患者改善心脏功能。而这个新的泵式装置正在美国食品药品监督局批准上市的审查阶段。目前，科研人员正试图用一种人工心脏泵来实现心脏的功能。但是临床
实验的效果都不佳，不具备使生物体长期生存下去的作用。这依然需要科研人员的努力。如果当人类真的找到一种能够替代心脏的仪器，那么人类的寿命将会大大的加长。
四肢是最有可能接受改造的部件。对人类来说，跑得更快，跳的更远，力量更大一直是种追求。在蜘蛛侠里，章鱼博士试图用机械臂进行工作，他把机械臂与自己合二为一，发挥出的力量令我记忆犹新。这虽然是科幻片，但未尝不能够被实现。凡尔纳的科幻小说到现在已经有很多都变成了现实。从现在看未来是科幻的，但是从未来看现在的话，那么一切都是可以改变的。许多残疾人士，装上了假肢，但是这些假肢并不具备辅助功能，这是目前的技术水平限制所决定的。未来的假肢可能是一个非常令人享受的实验设计。这些设计可以很独特地构建起人和科技之间的桥梁。上面的图片都是概念性的。但是我们看到的这些东西是如此的遥远。但是看起来也不是那么遥不可及。毫无疑问，这些设计激励着下一代的修复学的发展，而且外观上的突破也是一个新的挑战。通过研究更强的人工四肢，残障人士也能变“超人”，这难道不是一种另类的进化吗？
后记：这篇论文其实主要写的是一些我对未来生物医学工程的幻想。字数也不多，加后记也就4000字左右。对于老师的5000字要求，我实在是无法做到。毕竟我们不是做研究的，没那么多自己的东西。而许多同学选的题目都是很
专业的，像影像学的，材料学的。但是我觉得这些东西很多都是资料，自己根本就不懂，写着也脸红。生物医学导论上了几个星期了，我对老师所说的人工心脏泵的实验是抱否定的态度。因为它的成绩实在是太烂了，难道我们的生物医学工程只能做到这样的程度吗？这样的实验充其量也是在做无用功而已。国际上的生物医学工程专业在研究什么？我想和我们国家也差不多，毕竟这是个新兴学科，研究的题材大家都是大同小异，只不过成果上有很大的差距。限于这种差异，我写出了这样的近似与幻想的论文，这也是我的无奈。但是诚如我在文中所说的那样，从现在看未来是科幻的，但从未来看现在，一切都是可能的。我相信我的这些看法，最后都有可以实现的一天。
生物医学工程与人类未来的猜想
摘要：生物医学工程本着了解人体，从工程学的角度去发现和诊断人体内部病变。但是它的潜力不仅仅如此，生物医学工程发展的 最终目的应该是促进人类自身的进化。
关键字：工具，生物医学工程，人体，进化，太空，未来，现在
1859年，英国生物学家C.R.达尔文出版《物种起源》一书，阐明了生物从低级到高级、从简单到复杂的发展规律。1871年，他又出版《人类的起源与性的选择》一书，列举许多证据说明人类是由已经灭绝的古猿演化而来的。但他没有认识到人和动物的本质区别，也未能正确解释古猿如何演变成人。F.恩格斯提出了劳动创造人类的科学理论，1876年他写了《劳动在从猿到人转变过程中的作用》一文，指出人类从动物状态中脱离出来的根本原因是劳动，人和动物的本质区别也是劳动。文章论述了从猿到人的转变过程：古代的类人猿最初成群地生活在热带和亚热带森林中，后来一部分古猿为寻找食物下到地面活动，逐渐学会用两脚直立行走,前肢则解放出来,并能使用石块或木棒等工具，最后终于发展到用手制造工具。与此同时，在体质上，包括大脑都得到相应的发展，出现了人类的各种特征。恩格斯把生活在树上的古猿称为“攀树的猿群”，把从猿到人过渡期间的生物称作“正在形成中的人”，而把能够制造工具的人称作“完全形成的人”。
工具是人类真正进化的标志。工具是人类区别与其他动
物的标志之一,是人类社会和人类文明的产物,是人类社会发展的动力之一。生物医学工程（BiomedicalEngineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向 生物医学生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。它是一种全新的工具，在了解人体的前提下，为人体的病变提供治疗手段。但是生物医学工程的潜力绝对不止这些，我认为，生物医学发展的最终目的是促进人类的进化。
那么何谓进化？在维基百科里，对进化是这样解释的：进化，又称演化（英语：Evolution），在生物学中是指种群里的遗传性状在世代之间的变化。所谓性状则是指基因的表现，这些基因在繁殖过程中，会经复制并传递到子代。而基因的突变可使性状改变，进而造成个体之间的遗传变异。新性状又会因为物种迁徙或是物种之间的水平基因转移，而随着基因在种群中传递。当这些遗传变异受到非随机的自然选择或随机的遗传漂变影响，而在种群中变得较为普遍或稀有时，就表示发生了进化。简略的说，进化的实质便是：种群基因频率的改变。
生物的进化意味着基因的改变，但这种变化是随机的，而且大多数的变化是有害的，人类的癌症就之这样的一个典
型例子。我相信这个宇宙之中绝对不止人类这一种智慧生物，每一种生物都有自己独一无二的能力。研究生物医学工程的最终目的是找到一种有效的模式，来解放人体自身的潜力。我把人体分为三区，分别是头，身体，四肢。而每区由内到外都有相应的技术对应。
首先从头说起。头是人体的指挥中枢，里面有大脑，两侧有耳，前面有鼻、眼和嘴巴。把大脑比作电脑的话，那么眼耳鼻口就是输入元件。分别对应着的是视觉、听觉、嗅觉和味觉。对目前的技术水平来讲，人的这些器官都是复杂而又简单的。但却是无可代替的。其中最为显著的代表就是眼睛。每年等待着换眼角膜的病人和真正能都重见光明的病人比例相差是非常巨大的。最近，加拿大和瑞典科学家的小规模人体试验，利用实验室制造的人工合成眼角膜恢复病人视力，首次显示可协助修复受损眼组织。在全球眼角膜来源短缺下，有关研究的成果，能为众多的失明人士带来希望。研究人员指出，该研究显示，人工眼角膜可与人眼融为一体、并再生。这就是生物医学工程运用到改善人体的一个重要实例。
再来说说大脑，大脑，包括脑干、间脑、小脑和端脑。在医学及解剖学上，多用大脑一词来指代端脑。 多少年来，人类的大脑一直是科学家们不懈研究的一个重要领域。根据最新研究，大脑的主要功能是分析产出样本，样本可以点亮
丘脑的丘觉前，脑科学家们公认，人的大脑还有大量的潜力可挖。在科幻片中，有一种智能芯片的概念。这种芯片移植进人体，可以控制机器，显示人体数据等等。我认为这种芯片完全是有它的前景的。许多人遇到紧急情况时会大脑当机，不知所措。这时候一个辅助电子脑就显得尤为重要，当你遇到紧急情况时来不及反应，辅助的电子脑就可以对人体发出相应的指令，以解决这种困境。人的肉体反应在短时间内是很难提升上去，但是却可以通过这种辅助系统来解决。这将会大幅度减少像车祸这样的惨剧发生。而这种芯片的可行性的前提是它可以和大脑联通。
躯干是人类发生病变的主要地。其中以心脏、肾脏等器官的病变最多。每年死于心脏病的人数占了死亡人数的三分之一，在我国，每年死于心脏病的人数高达数十万。人们一直在梦想.如果人体哪一个器官坏了,能换上一个新的,以保证人体的完整性,延续生命活力。随着现代新材料、化学工程、电子技术及自动控制技术的发展和进步,各式各样的人造器官(人工器官)不断出现,人们的梦想将成为现实. 组成人体的器官很多,它们的大小、形态、结构以及生理机能都不一样.但是,医学家们把这些器官放在显徽镜下观察和分析后,发现所有的器官都是由4种形态和功能不同的墓本组织有机结合起来的.这4种基本组织是上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织.这些基本组织都属于高分子物质. 化学工程和材
料科学的发展,已经为人类提供了多种功能的人工合成高分子材料.天然高分子材料和合成高分子材料在分子结构上相似,在性能上接近,这为开发人造器官提供了物质荃础。人造心脏 心脏是人体的重要器官.对于患有严重心脏疾病的人,进行心脏移植是挽救生命的唯一途径。令人遗憾的是,目前可供移植的心脏根本无法满足患者的需求.在关国.数以万计的严重心脏病患者,每年只有两三千人可接受心脏移植,许多人在漫长的等待中离开了人世.为了挽救更多心脏病患者的生命,各国加紧研侧可完全植入人体内的人造心脏。由于心功能恶化而需要心脏置换的患者日见增多,但由于供心者的人数常常供不应求,或者需要等候一些时间才有供心者。因此,需要心脏置换的患者巫需要一个机械的人工心脏辅助循环装置暂时让心衰患者度过置换心脏的等候时间。心脏伴侣左室辅助循环是一种比较成熟的技术之一,可供参考,增补这方面的知识,它的大小只有一个D电池,四分之一传统装置重,可使等待心脏移植的患者受益。 由于以往的装置尺寸较大,装置的尺寸与大部分女性的身型并不匹配,因此很少的女性能从中受益。 这种被称为心脏伴侣n型(Heart-Maten)的新机械心脏装置是一种在左心室植人的辅助循环装置,帮助患有严重充血性心脏衰竭的患者改善心脏功能。而这个新的泵式装置正在美国食品药品监督局批准上市的审查阶段。目前，科研人员正试图用一种人工心脏泵来实现心脏的功能。但是临床
实验的效果都不佳，不具备使生物体长期生存下去的作用。这依然需要科研人员的努力。如果当人类真的找到一种能够替代心脏的仪器，那么人类的寿命将会大大的加长。
四肢是最有可能接受改造的部件。对人类来说，跑得更快，跳的更远，力量更大一直是种追求。在蜘蛛侠里，章鱼博士试图用机械臂进行工作，他把机械臂与自己合二为一，发挥出的力量令我记忆犹新。这虽然是科幻片，但未尝不能够被实现。凡尔纳的科幻小说到现在已经有很多都变成了现实。从现在看未来是科幻的，但是从未来看现在的话，那么一切都是可以改变的。许多残疾人士，装上了假肢，但是这些假肢并不具备辅助功能，这是目前的技术水平限制所决定的。未来的假肢可能是一个非常令人享受的实验设计。这些设计可以很独特地构建起人和科技之间的桥梁。上面的图片都是概念性的。但是我们看到的这些东西是如此的遥远。但是看起来也不是那么遥不可及。毫无疑问，这些设计激励着下一代的修复学的发展，而且外观上的突破也是一个新的挑战。通过研究更强的人工四肢，残障人士也能变“超人”，这难道不是一种另类的进化吗？
后记：这篇论文其实主要写的是一些我对未来生物医学工程的幻想。字数也不多，加后记也就4000字左右。对于老师的5000字要求，我实在是无法做到。毕竟我们不是做研究的，没那么多自己的东西。而许多同学选的题目都是很
专业的，像影像学的，材料学的。但是我觉得这些东西很多都是资料，自己根本就不懂，写着也脸红。生物医学导论上了几个星期了，我对老师所说的人工心脏泵的实验是抱否定的态度。因为它的成绩实在是太烂了，难道我们的生物医学工程只能做到这样的程度吗？这样的实验充其量也是在做无用功而已。国际上的生物医学工程专业在研究什么？我想和我们国家也差不多，毕竟这是个新兴学科，研究的题材大家都是大同小异，只不过成果上有很大的差距。限于这种差异，我写出了这样的近似与幻想的论文，这也是我的无奈。但是诚如我在文中所说的那样，从现在看未来是科幻的，但从未来看现在，一切都是可能的。我相信我的这些看法，最后都有可以实现的一天。