直击科技之巅！麻省理工科技评论评选的14大医疗课题突破科技（上）

《麻省理工高科技篇文章》从2001年开始，每年亦会公布“10大有所突破系统会设计”，即TR10（Technology Review 10），并预测其大规模商品化的创造力，以及对有机体生活和社会的根本性因素。

这些系统会设计推选了当从前世界高科技的转型从前沿和将会转型方向，集当中反映了近些年世界高科技转型的上新特点和上应运而生，将引领面向将会的统计数据量化方向。其当中许多系统会设计并未能走向旧金山市场，促成着运业系统会设计的转型，极其大地催生了战略建设工程转型和高科技创上新基本功能性。

正如《麻省理工高科技篇文章》撰稿JasonPontin所却说，有所突破基本功能性系统会设计的定义极其简单，那就是能够给人们随之而来低开销技术性高科技的解决提案。有些系统会设计是发明家们奇才创意的晶体；而有的则是发现者们对粗大时间困扰他们的原因所无视的诸多为了让的集大并成者（比如深研修）。评选“10大有所突破系统会设计”的目的不只不过是向人们展示上新创上新基本功能性并成果，同时也是为了强调是有机体的聪明才智促生了这些创上新基本功能性系统会设计。

因此气管网（微信：vcbeat）将为你挑选出从2012年~2016年的中医行业的高科技有所突破。由于系统会设计非常迭快，因此只梳理最近5年只不过的。鉴于篇文章篇幅毕竟粗大，将包含上下两篇，每篇介绍七种系统会设计。本文为上篇。这些系统会设计是为解决原因而生，将会极其大地延展有机体的想像力，也无论如何转变世界的景象，世人在将会给予特别关心。

固态开口核酸的点阵图

它能擦除较粗大的基因数列片断，这并能理解基因数列数列的繁杂区域

早熟：至少10年后

有所突破点：将双螺旋DNA拉过蛋白开口，探测DNA穿过时电导的微小转变

重要基本功能性：基因数列数列核酸非常快，非常较贵，非常方便，触发个基本功能性医疗黄金时代

该行业主要大多数人：Oxford Nanopore

纵观核酸系统会设计的转型心路历程，不能哪一个系统会设计像固态开口核酸那样慢热。1996年芝加哥大学的Daniel Branton、加州大学的David Deamer及其同事，在旧金山国家科学知识院院刊PNAS黄金时代周刊上首次发表篇文章指出上新，可以用膜连通探测多核苷酸数列。并用固态开口进行核酸的以人为本是极其直觉的：让DNADNA一个个穿过固态开口，同时较慢认定每一个DNA。和其他DNA核酸作法相比，它不需要用作发光盐酸来认定DNA或敲除DNA大分子或者扩增片断，能较慢推断出基因数列走法等状况。

2005年，Bayley、Gordon Sanghera和Spike Wilcocks始创的Oxford Nanopore一些公司，验证了固态开口核酸的商业能力也。 该系统会设计发放了一种作法，使基因数列数列核酸非常快，非常较贵，并且足够方便，让牙医作为最常规的核酸作法，开创了个基本功能性化中医的黄金时代，不过准确率特别还有待大大提高。

特别是2012年，Oxford Nanopore 一些公司推出上新了一种掌上固态开口核酸仪MinION，方便空投也很较贵。它能擦除较粗大的基因数列片断，这个实时器的平均读粗大大约在5kb左右，最粗大能达致20kb，这并能理解基因数列数列的繁杂区域。MinION还可以插入笔记本电脊髓的USB接口，在屏幕上显示统计数据生并成的过程。最近发表的统计数据量化显示MinION相当实用，能准确核酸小基因数列数列（比如芽孢和酵母基因数列数列），划分亲缘关系很近的芽孢和病毒，擦除有机体基因数列数列的繁杂区域等。

当年，普林斯顿大学的车靖岳（Jingyue Ju）和芝加哥大学的George Church系主任合作伙伴共同开发了基于固态开口的单大分子边合并成边核酸（SBS）系统会，对这一核酸系统会设计进行替换，打造了高通量的单大分子固态开口核酸实时器。但迄今发现者打算通过减缓DNA数列通过固态开口速度的方式将大大提高此项核酸的准确度，显然迄今来看，该系统会设计唯不并成熟。

芝加哥大学有性博物学家维克多·汉考克

有机体也有一种相同老虎等鸟类的卵原肿瘤，或可已是无尽的胚胎是从

早熟：深受质疑

有所突破点：粗略细胞会分选系统会设计，从儿童乳腺内合成上新了卵原肿瘤

重要基本功能性：在麻省理工学院当中大量孕育出卵原肿瘤，病患男基本功能性不孕不育，甚至时间延迟乳腺早衰

该行业主要大多数人：弗吉尼亚教学医院、OvaScience、Jonathan Tilly

芝加哥大学有性博物学家维克多·汉考克（Jonathan Tilly，同时在弗吉尼亚教学医院指导了一个有性分子生物学当的中心）统计数据量化的团队，说明了了有机体也有一种相同老虎等鸟类的卵原肿瘤，或可已是无尽的胚胎是从。因为对于一个男基本功能性来却说，到了40岁此后，胚胎的数量和质量就会下降，“卵原肿瘤”的推断出都未为病患男基本功能性不孕不育，甚至时间延迟乳腺早衰发放上新作法。

这些卵原肿瘤来自于并成年男基本功能性的乳腺，却说明了男基本功能性并成年后仍然无论如何形并成归入自己胚胎。如果能在麻省理工学院当中大量孕育出这种卵原肿瘤，也意味着医疗上具备了无尽的胚胎是从。这一推断出对男基本功能性胚胎数量在出上新生时就已被限定的传统观点形并成终究。

汉考克的团队曾在2004年首次证明，雌基本功能性老虎在重回并成年后还能持续制造出上新卵细胞会。自此汉考克的团队研警告一个非常加粗略的细胞会分选系统会设计，并用作该系统会设计从儿童乳腺内合成上新了卵原肿瘤，想得到的细胞会像老虎卵原肿瘤一样，能自发形并成具有卵细胞会特征的细胞会，这些卵细胞会具备有机体乳腺内卵细胞会的物理除此以相貌和表现型强调模式。

汉考克对此，统计数据量化都未使用秘密组织起来有机体卵原肿瘤库，最关键的是可能发现作法让卵原肿瘤在烧杯深受精卵当中发育并成并成熟的有机体卵细胞会，以革上新烧杯深受精卵的结果，并为不孕不育症发放上新疗法。不过截止到迄今，卵原肿瘤仍然深受到质疑，也却是能通过卵原肿瘤孕育出并成任何上婴孩。

总部位于波士顿的OvaScience打算将汉考克的实习商品化。该一些公司的联合创始人包括安全性入股家Christoph Westphal和芝加哥大学抗衰老统计数据量化员David Sinclair，他们始创了Sirtris Pharmaceuticals一些公司，并于2008年以7.2亿美元的价格出上新售给GlaxoSmithKline。OvaScience在2012年就募集了4300万美元，使用渴求肿瘤的生育病患和其他应用，迄今一些公司运行良好。

梦境移植，迄今仍然深受到很多质疑

不一段距离的一天，当比较严重梦境减损的病人可以从电子眼皮想得到为了让

早熟：唯不并成熟

有所突破点：用作梦境统计数据，频谱被锗中央处置器转换已是一个粗大时间梦境的方式将

重要基本功能性：为粗大时间梦境不足之处症状做修缮基本功能性的移植

该行业主要大多数人：Theodore Berger

这个或许是如此坦率，所以远在神经细胞科学知识的主流之除此以外，西奥多·维克（Theodore Berger）是这个行业有远见的早先的配角。他是南加州大学洛杉矶分校的生物中医发明家和神经细胞发现者，他预想在不一段距离的一天，当比较严重梦境减损的病人可以从电子眼皮想得到为了让。

对脊髓干遭深受阿尔茨海默病，当中风或损伤的人当中，破坏的神经细胞网络上会防止粗大时间梦境形并成。二十多年来，Berger设计了锗中央处置器，以实时这些神经细胞在正常实习时所做的统计数据处置，这项实习深受限制我们在一分钟只不过记住成果和学问。就此，Berger自已通过在脊髓干当中植入这样的中央处置器来恢复揭示粗大时间梦境的能力也。

Berger通过导线与老虎和老虎脊髓干除此以外部通到的锗中央处置器统计数据量化处置像实际神经细胞的个人信息，并且在神经细胞适配手术当中取得并成功。鼓膜眼皮为了让了少于200,000聋人通过将声音转换为电频谱，并将其发送到听觉神经细胞而惊醒。其他统计数据量化技术人员在视障的人工视网膜特别取得了初步并成功。

Berger还与USC的生物中医发明家Vasilis Marmarelis合作伙伴，开始制造脊髓适配。 他们首先用作来自老虎的海马回切片。知道神经细胞频谱从海马的一端移动到另一端，统计数据量化技术人员发送随机激光到海马回，记录下来在各种区域内的频谱，再来它们是如何离散，然后导出上新揭示离散的高等数学等式，并且他们在计算机中央处置器当中意味着了这些等式。用作这些统计数据，Berger和他的的团队仿真了频谱被转换已是一个粗大时间梦境的方式将。

尽管有不确定基本功能性，Berger和他的同事之从前在建设工程有机体统计数据量化。 他还与他的大学的临床牙医合作伙伴，测试用作植入海马回每侧的导线来探测和防范比较严重中风症状的中风发作，甚至为了让这些症状在脊髓干当中发现梦境。

运从前DNA探测并未能转型到无创运从前基因数列探测（NIPT）阶段

迄今并未能可以通过母体除此以外周血提炼出上婴孩产物 DNA（cffDNA），进行侵入性基本功能性疾病

早熟：已并成熟

有所突破点：通过一小管父母血液当中的上婴孩DNA对基因数列核酸

重要基本功能性：在上婴孩出上新生从前进行基因数列探测，考虑到多种基因数列不足之处病

该行业主要大多数人：Illumina、Verinata、Sequenom、Natera、Ariosa、LifeCodexx、卢煜明

提及运从前DNA核酸就不能不却说Illumina和Verinata。2013年1月7号，Illumina——这家世界上最广泛用作的DNA核酸仪的生运商以3.5亿美元母公司了Verinata一些公司。而Verinata不过是公司总部基本上还不能总收入的求职一些公司。吸纳Illumina的是Verinata的高生产并成本系统会设计：对未能出上新生上婴孩进行DNA核酸。这项系统会设计可以通过一小管父母血液当中的上婴孩DNA而探测林氏综合症。在以从前，林氏综合症探测意味着要从胎盘或肾脏当中获取上婴孩的细胞会，这些方式将都具有一定的流运安全性。

并用父母的血液可以获取上婴孩基因数列数列个人信息，一些症状为了了解到自己的基本功能性疾病基本功能性疾病或诸如帕金森氏症等基本功能性疾病而接深受基因数列数列核酸，但是预见有机体无需等到发病了才去做核酸，在出上新生时就知道涉及的个人信息。根据当中国香港发现者卢煜明的统计数据量化，父母血液当中产物的DNA当则有15%是来自于上婴孩。

通过较慢的DNA核酸系统会设计，这些片断可以转变为大量的个人信息，不过自此，Verinata的创始人、加州大学洛杉矶分校生物地质学家Stephen Quake很快推断出，并用父母血液当中的上婴孩DNA除了可以侵入性生殖细胞持续基本功能性除此以外，还可以对上婴孩进行均基因数列数列核酸，这样就可以在上婴孩出上新生从前考虑到患有囊基本功能性纤维化（cystic fibrosis）、β-地当中海流行性感冒以及忧郁症等安全性。而且这项基因数列探测开销之从前在下降。

迄今，并未能转型到无创运从前基因数列探测（NIPT）阶段，这项系统会设计是通过母体除此以外周血提炼出上婴孩产物 DNA（cffDNA），进行侵入性如林氏综合征，Rh神奈川县，基本功能性生殖细胞持续基本功能性，以及上婴孩基本功能性别，是核酸当中竞争最为惨烈的行业。无创运从前基因数列探测在均球，特别是在低总收入和当中等总收入国家渐渐普及。不过运从前探测让牙医遭遇的法律与道德义务来得非常加繁杂，近日卫宝鸡市发布了通知，无创运从前侵入性和检验试点正式取消，侵入性管理机构必须想得到归入自己职业许可证书。儿童可以不得不是否对自己的基因数列数列进行核酸，而未能出上新生的上婴孩是不能不能接深受对此意见的。这些个人信息有可能因素人的平生。甚至有人明确指出上新发放探测的服务商，不该将其报告限制在20种左右最类似于的比较严重基本功能性疾病当中。

深研修系统会设计催生计算机科学向从前转型的一个中心军事力量

为牙医发放可可选择的循证病患提案，并未能意味着为了让牙医做出上新非常好的决策

早熟：打算用作

有所突破点：计算机科学深研修搜索算法，使计算机科学的能力也大大大大提高

重要基本功能性：试图实时脊髓干的实习方式将，大大提高医疗生产并成本，特别在肿瘤病患行业力图意味着精密病患

该行业主要大多数人：网易、网易、苹果公司、IBM、苹果公司、Facebook、百度等

深研修是和计算机科学的转型深结合在独自的。其实，深研修却是是上新生事物，它是传统计算机科学（Neural Network）的转型。计算机科学统计数据量化行业的领军者Hinton在2006年明确指出上新了计算机科学深研修搜索算法，使计算机科学的能力也大大大大提高，向反对乘积机警告终究。Hinton和他的学生Salakhutdinov在顶尖学术刊物《Scince》上发表了一篇篇文章，触发了深研修的篇章。

深研修的一个中心就是搜索算法，搜索算法假设也经历了一个较慢给定的周期，Deep Belief Network、Sparse Coding、Recursive Neural Network, Convolutional Neural Network等各种归入自己搜索算法假设被不断明确指出上新，而其当中卷积计算机科学（Convolutional Neural Network，CNN）非常是已是图像辨识最炙手可热的搜索算法假设。迄今并未能在语音辨识、图像辨识等应用极其广泛。

在中医行业，以深研修为基础的计算机科学，从研修在丰富的中医统计数据当中辨识繁杂模式的搜索算法，到为个基本功能性化医疗发放对普通人世界迹象的量化，再到推断出与 DNA 结合的酶的数列特异基本功能性和怎样用其协力基因数列数列检验以及个基本功能性化病患，在中医光学上可大大提高对比度、量化的广度和速度以及检验上随之而来了极其了不起的退步，甚至在药物共同开发和非常广泛的病患干预上显示出上新了不小的创造力。

特别是网易，并未能并成了吸纳深研修和计算机科学人才的导线。2013 年 3 月，网易母公司了公司总部求职跨国企业，它的创始人是多伦多大学的计算机系统会设计系主任布洛克·辛顿——是夺得默克比赛的的团队并成员。辛顿会同时充分利用大学和网易的实习，他却说计划“在这一行业当中明确指出上新构想，然后把它们用在真正的原因上“，这些原因包括图像辨识、搜索，和自然语言理解。

2012年6月，网易展示了当时较大的计算机科学之一，其当中具备少于10亿个通到。由加州大学洛杉矶分校计算机系统会设计系主任吴恩达和网易统计数据量化员杰森·迪安率队的的团队，给系统会展示了一千万张从YouTubu截图当中随机选择的图片。该软件假设当中的一个实时神经细胞专门辨识猩猩的图像，其他专注于人脸、黄色的小花，以及其他物体。由于深研修的能力也，即使没人曾经定义或标记过，系统会也辨识了这些分立的；也。IBM的沃森在肿瘤精密病患行业，能够在几秒只不过挑选出数十年帕金森氏症病患历史当中的150万份症状记录下来，包括出有和症状病患结果，并为牙医发放可可选择的循证病患提案，并未能意味着为了让牙医做出上新非常好的决策。

在2011年到2015年的五年时间，计算机科学行业的并购收益从2.82亿美元增粗大到2015年的23.88亿美元，而并购数量也从67起增粗大到397起。以网易、苹果公司、IBM、苹果公司、Facebook为推选的等行业巨头打算通过并购进行运业布局。

CRISPR的实习流程，创上新基本功能性基本功能性地并用RNA

通过基因数列出版人空投定向突变的灵粗大类鸟类的能力也，为发现者统计数据量化与表现型涉及的基本功能性疾病发放作法

早熟：重回到检验

有所突破点： 并用基因数列数列机器构建出上新两只空投有特定基因数列突变的老虎

重要基本功能性：为有机体基本功能性疾病统计数据量化发放了归入自己令人吃惊的机器

该行业主要大多数人：丽江省灵粗大类生物中医课题麻省理工学院，Jennifer Doudna（加州大学伯克利分校），张峰（麻省理工学院），George Church（芝加哥大学）

发现者们认为，CRISPR可能是自20世纪70九十年**物系统会设计黄金时代触发以来注意到的最重要的基因数列工程系统会设计。CRISPR系统会具有搜索和替换DNA的双重基本功能，可以让科学知识们通过替换DNA，轻松的转变DNA的基本功能。迄今并未能表明，并用CRISPR可以病患小鼠的下肢萎缩、罕见肝脏基本功能性疾病，使有机体细胞会免疫HIV等从前所未能有的基本功能。在资本旧金山市场上，都是千万美元最高级别的入股。Emmanuelle Charpentier在欧洲始创了CRISPR Therapeutics。Jennifer Doudna之从前与张锋共同始创了Editas Medicine，离开Editas Medicine后她现在始创了公司总部小一些公司Caribou Biosciences。

CRISPR/Cas是在大多数芽孢和古芽孢当中推断出的一种天然免疫系统会，可用来对抗入侵的病毒及除此以外源DNA。最先试验的是一对出上新生在昆明科灵生物高科技有限一些公司（Kunming Biomedical International）和丽江灵粗大类鸟类生物中医统计数据量化课题麻省理工学院里雌基本功能性**恒河猴居然和玲玲。在深受精卵后，发现者用了上新型DNA工程系统会设计CRISPR在深受精卵卵当中出版人修改了3个基因数列。标志着CRISPR可以在灵粗大鸟类体内完并成靶向表现型修饰。在从从前几年，CRISPR由加州大学伯克利分校、芝加哥大学、麻省理工学院等管理机构的统计数据量化技术人员研警告来。这项系统会设计并未能开始转变发现者对表现型工程的理解，因为它可以让他们粗略并相比之下轻松地转变基因数列数列。

CRISPR可以粗略并相比之下容易地，在生殖细胞上的某个特定部位转变DNA，从前提，这项系统会设计可以在培养皿当中转变任何鸟类细胞会一般来说的基因数列，包括有机体细胞会。CRISPR与早期的基因数列数列出版人作法：核酸酶核酸酶(ZFN)以及转录激活因子样波动物核酸酶（TALEN）系统会完全相同。但是后两种作法都是并用蛋 白质来定位靶数列，这些酶上会很难生并成且开销高昂。CRISPR并用的是RNA，使得设计它们来得颇为容易。

某个基因数列变异的重要基本功能性上会却是明确，它很有可能致病，也可能只不过和某种基本功能性疾病间接涉及，CRISPR可以为了让统计数据量化技术人员发现确实能致病的突变。在究竟谁该具备CRISPR专利原因上，虽然还有争议，人们普遍认为是Charpentier和Doudna催生了CRISPR出版人的转型，张峰则是通过表明它能够在真核细胞会当中起作用揭示了它的不小创造力，来自哈佛中医院的George Church分立表明了张锋的这一统计数据量化推断出。

CRISPR将会众所周知创造力的应用是，修缮有机体秘密组织当中的基因数列，可以病患诸如血友病、罕见代谢基本功能性疾病、亨廷顿氏病和强迫症等基因数列基本功能性疾病。随着对CRISPR系统会了解到的缓和，实验设计的提高效率改造，相信其靶向生产并成本会进一步大大提高，CRISPR以及其都是以系统会设计终究会随之而来一场西方哲学上的不小变革。

直观的脊髓干光学图让神经细胞发现者非常基本透彻地观察脊髓干内部结构

更为精细的脊髓干光学图，第一次在细胞会水平上解构了有机体脊髓干，为神经细胞发现者发放了解到读其无穷繁杂基本功能性的指南

早熟：唯未能完均并成熟

有所突破点：高对比度，以20微米的尺度展现了有机体脊髓干的内部结构

重要基本功能性：能够让神经细胞发现者非常基本透彻地观察脊髓干内部结构，了解到脊髓干不同区域之间的相互作用，脊髓内部结构及其对人使用暴力的控制

该行业主要大多数人：Katrin Amunts（德国尤利希统计数据量化当的中心），Alan Evans（蒙特利尔神经细胞学统计数据量化所），Karl Deisseroth（加州大学洛杉矶分校）、圣路易斯宾夕法尼亚大学

人脊髓之从前是个神秘山区，有机体也之从前试图了解到人脊髓的均部，“欧洲人脊髓计划”（明确指出上新在巨型计算机上对人脊髓仿真）、“旧金山脊髓计划”（要从多个维度获取脊髓干户外活动统计数据却是能接深受仿真）这些雄心勃勃的计划，都在为了让创建一个广泛的脊髓干户外活动的图片。

脊髓干著者的早期实习不该要归功于神经细胞解剖学家们，其当中众所周知名的不该是穆尔德曼（Korbinian Brodmann）在20世纪初的实习。在此之从前，关于脊髓干的不同区域负责不同基本功能的观点并未能随着颅相学的流行而兴起，在布洛卡（Broca）等脊髓区的基本功能而想得到强化。然而，穆尔德曼关心于脊髓区的细胞会筑成，未能从3D空间来秘密组织起来脊髓干的假设。3D脊髓干假设的注意到，正因如此法国神经细胞解剖学家Jean Talairach，他在于1967年明确指出上新一个3D的脊髓干假设，与Tounoux 于1988年进一步完善此脊髓干假设。

迄今最通用的C#，是加拿大蒙特利尔神经细胞统计数据量化所（Montreal Neurological Institute，MNI）于90年推选所秘密组织起来的MNI系列C#。在最早的为了让当中，他们扫描了241个正常志愿者的脊髓干内部结构，按照Talairach脊髓干著者的方式将，用作标志基本功能性的脊髓干内部结构对每个深受试者的脊髓干进行标定，想得到每个脊髓干的AC-PC线和脊髓干的除此以外部线条。迄今用作非常为广泛的是ICBM152C#，也是由MNI出上新品，然而MNI305和ICBM152C#当中未能能清楚地看不到每个脊髓干的内部结构。

在德国尤利希统计数据量化当的中心与MNI共同完并成的“Bigbrain”项目当中，秘密组织起来了第一个细胞会最高级别的微高对比度的脊髓干3D假设：由7404个秘密组织切片分并成的，对比度达致20微米，基本上粗略到了大分子最高级别。这个花了十年的地图集，在微级计算机的为了让下将它们因特网缝合在独自，微直观3D脊髓干假设的秘密组织起来，都未为理应神经细胞光学发放一个非常加标准的脊髓干著者，也为理应秘密组织起来标准3D脊髓干假设发放了归入自己途径。

直观的脊髓干光学图正因如此系统会设计的创上新基本功能性，比如德国尤利希统计数据量化当的中心的Amunts打算共同开发一种这样的系统会设计，用作偏振光来重建脊髓秘密组织当中的神经细胞纤维的三维内部结构。在加州大学洛杉矶分校的神经细胞发现者和生物发明家Karl Deisseroth的麻省理工学院共同开发了一种名为Clarity的系统会设计，深受限制发现者同样看不到基本脊髓当中神经细胞和电路的内部结构。当年7月，旧金山圣路易斯宾夕法尼亚大学的一个统计数据量化一个小组称作，他们绘制出上新迄今最均面、最粗略的有机体脊髓干著者，其当中97个有机体脊髓干皮层区域此从前从未能揭示过，归入首次公布。

（文当中统计数据是从于网上公开资料）