直击科技之巅！麻省理工科技评论评选的14大照护领域突破科技（上）

《麻省理工新技术书评》从2001年开始，每年都才会定为“10大更是新新技术”，即TR10（Technology Review 10），并计算其大规模商业化的发展之前景，以及对本能社会生活和社才会的重大因素。

这些新新技术均是由了并不一定全球新技术的转型之前沿和没来转型朝向，集中会反映了国际上全球新技术转型的新特点和的发展，将引领面向没来的研究临时工朝向。其中会许多新新技术不不算可能会走向产品，主导着皂业新新技术的转型，不小地推动了经济社才会转型和新技术新颖。

正如《麻省理工新技术书评》编委JasonPontin所却说，更是性新新技术的定义非常简单，那就是并能给人们造就高效率运用新技术的解决解决方案。有些新新技术是技术医护人员们聪明创造力的结晶；而有的则是地质学家们对几乎困扰他们的缺陷所采取的诸多先之前的集大变为者（比如深研习）。票选“10大更是新新技术”的目的不仅仅是向人们重现新新颖变为果，同时也是为了强调是本能的长处促生了这些新颖新新技术。

因此动脉新线下（百度：vcbeat）将为你筛选从2012年~2016年的自然科学课题的新技术更是。由于新新技术格外迭极快，因此只梳理最近5年至少的。鉴于文章篇幅不算长，将分为上下两篇，每篇介绍七种新新技术。本文为上篇。这些新新技术是为解决缺陷而生，就才会不小地拓展本能的极致，也这样一来会改变全球的面貌，值得在没来给予都有关注。

nm上端DNA的程序示意图

它能读写过长的性状影片，这有助于认知新线粒体的繁杂地区

早熟期：至少10年后

更是点：将性状型物质DNA拉过细胞内上端，解析脱氧核糖核酸穿过时电导的微小改变

普遍性：新线粒体DNA格外极快，格外便宜，格外易于，开启稳重诊疗时期

该课题主要举例来却说：Oxford Nanopore

值得一提的是DNA新新技术的转型历程，不曾哪一个新新技术像nm上端DNA那都为慢热。1996年哈佛的学校的Daniel Branton、加州的学校的Did Deamer及其同事，在加拿大国家科学院院刊PNAS杂志上首次出版文章指单单，可以用膜闸口解析多核苷酸序列。透过nm上端来进行DNA的信念是非常直观的：让DNA脱氧核糖核酸一个个穿过nm上端，同时极加速检验每一个脱氧核糖核酸。和其他DNADNA作法相比，它不并不需要运应用于电子显微镜试剂来检验脱氧核糖核酸或敲除DNA底物或者逐次影片，能极加速辨认出性状交叉等情况。

2005年，Bayley、Gordon Sanghera和Spike Wilcocks创始的Oxford Nanopore该公司，解析了nm上端DNA的商业战斗能力。 该新新技术给予了一种作法，使新线粒体DNA格外极快，格外便宜，并且充分易于，让心理医生作为最常规的DNA作法，催生了稳重化自然科学的时期，不过可靠率方面还有待大幅提高。

偏爱是2012年，Oxford Nanopore 该公司推单单了一种掌上nm上端DNA仪MinION，易于运载也很便宜。它能读写过长的性状影片，这个模拟器的平均读长据估计在5kb约，最长能大幅大幅提高20kb，这有助于认知新线粒体的繁杂地区。MinION还可以填充笔记本电小脑的USB终端，在萤幕上上推断示意图表生变为的过程。最近出版的研究临时工推断MinION极实际上用，能可靠DNA小新线粒体（比如芽孢和酵母新线粒体），区分类群很近的芽孢和病毒，读写本能新线粒体的繁杂地区等。

今年，哥伦比亚的学校的车靖岳（Jingyue Ju）和哈佛的学校的George Church大学教授所发展了基于nm上端的单底物边合变为边DNA（SBS）控制系统，对这一DNA新新技术来进行适配，订做了高通量的单底物nm上端DNA模拟器。但以前地质学家准备通过延缓DNA序列通过nm上端加速的方式则大幅提高此项DNA的可靠度，却是以前来看，该新新技术尚不早熟。

哈佛的学校生殖海洋生物学家的兄弟·罗伯茨

本能也有一种类似兔子等食肉动物的卵原肿瘤，或可变为为无尽的胚胎比如说

早熟期：受批评

更是点：可靠细胞内分选新新技术，从子宫内分离单单了卵原肿瘤

普遍性：在研究室中会大量培育卵原肿瘤，外科疗程妇女不孕不育，甚至延迟子宫早衰

该课题主要举例来却说：佐治亚总医院、OvaScience、Jonathan Tilly

哈佛的学校生殖海洋生物学家的兄弟·罗伯茨（Jonathan Tilly，同时在佐治亚总医院督导了一个生殖海洋生物学中会心）研究临时工制作组，证明了本能也有一种类似兔子等食肉动物的卵原肿瘤，或可变为为无尽的胚胎比如说。因为对于一个妇女来却说，到了40岁以后，胚胎的运应用于量和质量就才会增高，“卵原肿瘤”的辨认出将会为外科疗程妇女不孕不育，甚至延迟子宫早衰给予控制系统性。

这些卵原肿瘤来自于变为年妇女的子宫，陈述妇女变为年后几乎这样一来会形变为属于自己胚胎。如果能在研究室中会大量培育这种卵原肿瘤，也假定诊疗上持有了无尽的胚胎比如说。这一辨认出对妇女胚胎运应用于量在单单生时就已被限定的现代见解形变为挑战。

罗伯茨制作组曾在2004年首次证明，雌性兔子在离开了变为年后还能持续工业用单单卵子。其后罗伯茨制作组技术开发设计单单一个格外加可靠的细胞内分选新新技术，并运应用于该新新技术从子宫内分离单单了卵原肿瘤，获得的细胞内像兔子卵原肿瘤一都为，能自发形变为很强卵子特征的细胞内，这些卵子持有本能子宫内卵子的物理外形和性状型表达模式。

罗伯茨声称，研究临时工将会应用于确立本能卵原肿瘤库，最关键的是可能会找到作法让卵原肿瘤在吸管受精中会发育变为早熟的本能卵子，以改进吸管受精的结果，并为不孕不育症给予新疗法。不过截止到以前，卵原肿瘤几乎受到批评，也并不曾通过卵原肿瘤培育变为任何婴幼儿。

公司总部位处波士顿的OvaScience准备将罗伯茨的临时工商业化。该该公司的联合创建人除此以外多家公司家Christoph Westphal和哈佛的学校抗衰老研究临时工员Did Sinclair，他们创始了Sirtris Pharmaceuticals该公司，并于2008年以7.2亿美元的价格单单售给GlaxoSmithKline。OvaScience在2012年就募款了4300万美元，应用于追求肿瘤的生育外科疗程和其他应应用于，以前该公司服务于良好。

无意识再有利于生，以前几乎受到很多批评

不不算远的一天，当极其严重无意识归因于的病症可以从电子元件功用授予设法

早熟期：尚不早熟

更是点：运应用于无意识示意图表，路径被矽笔记本电脑类比变为为一个几乎无意识的方式则

普遍性：为几乎无意识缺失病征想到修整性的再有利于生

该课题主要举例来却说：Theodore Berger

这个想法是如此大胆，所以不远脑科学的边缘化之外，西奥多·哈特（Theodore Berger）是这个企业有远见的先驱者的角色。他是南加州的学校洛杉矶分校的海洋生物自然科学技术医护人员和脑地质学家，他设想在不不算远的一天，当极其严重无意识归因于的病症可以从电子元件功用授予设法。

对大小脑遭受阿尔茨海默病，中会风或损害的人中会，破坏的脑元新线下络有时候尽量减少几乎无意识形变为。二十多年来，Berger结构设计了矽笔记本电脑，以演示这些脑元在短时间临时工时所想到的路径处理，这项临时工并不并不需要我们在一分钟至少记住经验和知识。终于，Berger想通过在大小脑中会植入这都为的笔记本电脑来直至带入几乎无意识的战斗能力。

Berger通过导线与兔子和猩猩大小脑直接连结的矽笔记本电脑研究临时工处理像仅仅脑元的接收者，并且在脑单极疗程中会取得变为功。眼球功用设法了高达200,000聋人通过将声音类比为电路径，并将其送达听觉脑而传来。其他研究临时工医护人员在盲人的人工视新线下膜方面取得了初步变为功。

Berger还与USC的海洋生物自然科学技术医护人员Vasilis Marmarelis合作，开始工业用小脑单极。 他们首先运应用于来自兔子的其中心回烟熏。告诉他脑元路径从其中心的尾端朝向移动到另尾端，研究临时工医护人员送达随机相位到其中心回，纪录在各种地点的路径，是不是它们是如何线性变换，然后导单单阐述线性变换的逻辑学方程，并且他们在计算机笔记本电脑中会假定了这些方程。运应用于这些示意图表，Berger和他的制作组示意图形了路径被类比变为为一个几乎无意识的方式则。

尽管有繁杂性，Berger和他的同事一直在规画本能研究临时工。 他还与他的的学校的药理学心理医生合作，测试运应用于植入其中心回每侧的导线来解析和传染病极其严重帕金森氏症病征的帕金森氏症发作，甚至设法这些病征在大小脑中会寻找无意识。

皂妇DNA解析不不算可能会转型到无创皂妇性状解析（NIPT）过渡期

以前不不算可能会可以通过母体外周血提取孕期基质 DNA（cffDNA），来进行药理学研究性疾病

早熟期：已早熟

更是点：通过一小管母亲血浆中会的孕期DNA对性状DNA

普遍性：在孕期单单生之前来进行性状解析，考虑多种性状缺陷病

该课题主要举例来却说：Illumina、Verinata、Sequenom、Natera、Ariosa、LifeCodexx、卢煜明

谈到皂妇DNADNA就不可不却说Illumina和Verinata。2013年1年底7号，Illumina——这家全球上最国际上运应用于的DNADNA仪的生皂商以3.5亿美元收购了Verinata该公司。而Verinata不过是公司总部差不多还不曾税收的一些该公司该公司。带动Illumina的是Verinata的先进新新技术：对没单单生孕期来进行DNADNA。这项新新技术可以通过一小管母亲血浆中会的孕期DNA而解析巴氏综合症。在以之前，巴氏综合症解析假定要从胚胎或人体内中会获得孕期的细胞内，这些方式则都很强一定的流皂风险。

透过母亲的血浆可以获得孕期新线粒体接收者，一些病征为了认识自己的性状型性性疾病或诸如癌症等性疾病而放弃新线粒体DNA，但是短期内本能并不并不需要等到发病了才去想到DNA，在单单生时就告诉他涉及的接收者。根据中会国香港地质学家卢煜明的研究临时工，母亲血浆中会基质的DNA中会有15%是来自于孕期。

通过极加速的DNADNA新新技术，这些影片可以发生变化为大量的接收者，不过其后，Verinata的创建人、斯坦福的学校海洋生物逻辑学家Stephen Quake慢慢地辨认出，透过母亲血浆中会的孕期DNA除了可以药理学研究染色体异常外，还可以对孕期来进行以外新线粒体DNA，这都为就可以在孕期单单生之前考虑身患囊性水肿（cystic fibrosis）、β-地中会海贫血症以及自闭症等风险。而且这项性状解析变为本一直在增高。

以前，不不算可能会转型到无创皂妇性状解析（NIPT）过渡期，这项新新技术是通过母体外周血提取孕期基质 DNA（cffDNA），来进行药理学研究如巴氏综合征，RhAB，基因型异常，以及孕期性别，是DNA中会公平竞争尤为猛烈的课题。无创皂妇性状解析在以外球，偏爱是在低税收和中会等税收国家渐渐普及。不过皂妇解析让心理医生遭遇的法律与人性义务越发格外加繁杂，亦同镇抚中共安徽省委发布了通知，无创皂妇药理学研究和诊疗试点在此之前取消，药理学研究行政部门必须授予属于自己拳击手许可证书。可以决定是否对自己的新线粒体来进行DNA，而没单单生的孕期是不可对此声称异议的。这些接收者可能会才会因素人的终其一生。甚至有人提单单给予解析的服务供应商，应该将其调查结果限制在20种约最常见的极其严重性疾病中会。

深研习新新技术推动电子计算机向之前转型的核心意识

为心理医生给予可则有的循证外科疗程解决方案，不不算可能会假定设法心理医生想到单单能够的对政府

早熟期：准备运应用于

更是点：示意图表比对深研习插值，使示意图表比对的战斗能力大大大幅提高

普遍性：试示意图演示大小脑的临时工方式则，大幅提高医率，偏爱在外科疗程课题力示意图假定可靠外科疗程

该课题主要举例来却说：Google、Google、小米、IBM、微软公司、Facebook、腾讯等

深研习是和电子计算机的转型深相结合在一起的。实际上，深研习十分是新生事物，它是现代示意图表比对（Neural Network）的转型。示意图表比对研究临时工课题的领军者Hinton在2006年提单单了示意图表比对深研习插值，使示意图表比对的战斗能力大大大幅提高，向支持乘积机发单单挑战。Hinton和他的学生Salakhutdinov在顶尖学术刊物《Scince》上出版了一篇文章，开启了深研习的小故事。

深研习的核心就是插值，插值假设也经历了一个极加速渐进的周期性，Deep Belief Network、Sparse Coding、Recursive Neural Network, Convolutional Neural Network等各种属于自己插值假设被不断提单单，而其中会卷积示意图表比对（Convolutional Neural Network，CNN）可谓变为为示意位图鉴别最炙手可热的插值假设。以前不不算可能会在字词鉴别、示意位图鉴别等应应用于非常国际上。

在自然科学课题，以深研习辅以的电子计算机，从研习在丰富的自然科学示意图表中会鉴别繁杂模式的插值，到为稳重化诊疗给予对真实全球证明的比对，再有利于到辨认出与 DNA 相结合的氨基酸的序列特异性和怎都为用其设法新线粒体诊疗以及稳重化外科疗程，在自然科学变为像上可大幅提高解像度、比对的广度和加速以及诊疗上造就了非常毫无疑问的革新，甚至在抗生素开发设计和格外国际上的外科疗程干涉上推断单单了更大的发展之前景。

偏爱是Google，不不算可能会变为了带动深研习和电子计算机人才的磁铁。2013 年 3 年底，Google收购了公司总部一些该公司企业，它的创建人是多伦多的学校的电子计算机大学教授杰弗里头·斯利——是赢得巴斯夫比赛的制作组变为员。斯利才会同时讲求的学校和Google的临时工，他却说构思“在这一课题中会提单单构思，然后把它们用在确实的缺陷上“，这些缺陷除此以外示意位图鉴别、抓取，和自然语言认知。

2012年6年底，Google重现了当时最大的示意图表比对之一，其中会持有高达10亿个连结。由斯坦福的学校电子计算机大学教授吴恩达和Google研究临时工员Rick·迪安带领的制作组，给控制系统重现了一千万张从YouTubu影片中会随机选择的示意图片。软件包假设中会的一个演示脑元主要用途鉴别兔的示意位图，其他专注于示意图象、黄色的花朵，以及其他粒子。由于深研习的战斗能力，即使没人曾经定义或标记过，控制系统也鉴别了这些独立的对象。IBM的沃森在可靠外科疗程课题，并能在几秒至少筛选数十年癌症外科疗程历史纪录中会的150万份病征纪录，除此以外病历和病征外科疗程结果，并为心理医生给予可则有的循证外科疗程解决方案，不不算可能会假定设法心理医生想到单单能够的对政府。

在2011年到2015年的五年时间，电子计算机课题的该公司资金不足从2.82亿美元上升到2015年的23.88亿美元，而该公司运应用于量也从67起上升到397起。以Google、小米、IBM、微软公司、Facebook为均是由的等企业巨头准备通过该公司来进行皂业布局。

CRISPR的临时工程序，新颖性地透过RNA

通过性状撰稿人运载定向突变的原生食肉动物类食肉动物的战斗能力，为地质学家研究临时工与性状型涉及的性疾病给予作法

早熟期：离开了到诊疗

更是点： 透过新线粒体工具构建单单两只运载有特定性状型性的猩猩

普遍性：为本能性疾病研究临时工给予了属于自己历史纪录性的工具

该课题主要举例来却说：西双版纳原生食肉动物类海洋生物自然科学全面性研究室，Jennifer Doudna（加州的学校伯克利分校），张峰（麻省理工学院），George Church（哈佛的学校）

地质学家们视为，CRISPR可能会是自20世纪70年代海洋生物新新技术时期开启以来单单现的不可或缺的性状工程新新技术。CRISPR控制系统很强抓取和换成DNA的双重功能性，可以让科学们通过换成脱氧核糖核酸，巧妙的改变DNA的功能性。以前不不算可能会声称，透过CRISPR可以外科疗程小鼠的下肢变小、引人注目肝脏性疾病，使本能细胞内免疫HIV等惊人的功能性。在储蓄产品上，都是千万美元分级的投资。Emmanuelle Charpentier在欧洲创始了CRISPR Therapeutics。Jennifer Doudna之前与张锋共同创始了Editas Medicine，离开了Editas Medicine后她以前创始了公司总部小该公司Caribou Biosciences。

CRISPR/Cas是在大多数芽孢和古芽孢中会辨认出的一种天然免疫控制系统，可用来反抗入侵的病毒及小分子DNA。在此以后试验的是一对单单生在昆明科灵海洋生物新技术有限该公司（Kunming Biomedical International）和云南原生食肉动物类食肉动物海洋生物自然科学研究临时工全面性研究室里头雌性兄妹恒河猴明明和玲玲。在体外受精后，地质学家用了新型DNA工程新新技术CRISPR在幼体中会撰稿人变更了3个性状。新时期CRISPR可以在原生食肉动物动粒子内完变为靶向性状型修饰。在基本上几年，CRISPR由加州的学校伯克利分校、哈佛的学校、麻省理工学院等行政部门的研究临时工医护人员技术开发设计单单来。这项新新技术不不算可能会开始发生变化地质学家对性状型工程的认知，因为它可以让他们可靠并相对巧妙地改变新线粒体。

CRISPR可以可靠并相对不易地，在染色体上的某个特定部位改变DNA，并不一定，这项新新技术可以在培养基中会改变任何生物体各种类型的性状，除此以外本能细胞内。CRISPR与中期的新线粒体撰稿人作法：锌指核酸酶(ZFN)以及转录激活因子都为震荡物核酸酶（TALEN）控制系统相似。但是后两种作法都是透过蛋 大脑皮层来有别于靶序列，这些氨基酸有时候很难生变为且变为本充裕。CRISPR透过的是RNA，使得结构设计它们越发较为不易。

某个性状变异的普遍性有时候十分明确，它很可能会才会芽孢感染，也可能会仅仅和某种性疾病间接涉及，CRISPR可以设法研究临时工医护人员找到确实能芽孢感染的突变。在究竟谁该持有CRISPR专利缺陷上，虽然还有引起争议，人们普遍视为是Charpentier和Doudna推动了CRISPR撰稿人的转型，张峰则是通过声称它并能在性状型物质中会起作用了解到了它的更大发展之前景，来自哈佛自然科学院的George Church独立声称了张锋的这一研究临时工辨认出。

CRISPR没来不亚于发展之前景的应应用于是，修整本能一个组织中会的性状，可以外科疗程诸如肾病、引人注目降解性疾病、曼斯菲尔德氏病和精神分裂症等性状性疾病。随着对CRISPR控制系统认识的加深，新作法的优化改造，相信其靶向经济性才会有利于大幅提高，CRISPR以及其衍生新新技术终究才会造就接连不断科学史上的更大转变。

模糊的大小脑变为像示意图让脑地质学家格外值得注意集中地掩蔽大小脑构造

极度精细的大小脑变为像示意图，第一次在细胞内水准上了解到了本能大小脑，为脑地质学家给予认识读其无穷繁杂性的指南

早熟期：尚没完以外早熟

更是点：高解像度，以20微米的尺度展现了本能大小脑的构造

普遍性：并能让脑地质学家格外值得注意集中地掩蔽大小脑构造，认识大小脑相同地区彼此之间的基本粒子，小脑构造及其或多或少行为的控制

该课题主要举例来却说：Katrin Amunts（瑞典尤利希研究临时工中会心），Alan Evans（安大略脑学研究临时工所），Karl Deisseroth（斯坦福的学校）、新奥尔良华盛顿的学校

人小脑一直是个神秘地带，本能也一直试示意图认识人小脑的以直接，“18世纪小脑构思”（提单单在巨型计算机上或多或少小脑示意图形）、“加拿大小脑构思”（要从多个维度获得大小脑文艺活动示意图表并对此示意图形）这些设想的构思，都在先之前创建一个国际上的大小脑文艺活动的示意图片。

大小脑示意研究成果的中期临时工应该要得益于脑Ernst们，其中会不亚于名的应该是阿布德曼（Korbinian Brodmann）在20世纪初的临时工。在此之前，关于大小脑的相同地区负责相同功能性的见解不不算可能会随着颅相学的流行而兴起，在布洛卡（Broca）等小大脑皮质的功能性而获得强化。然而，阿布德曼关注于小大脑皮质的细胞内为中心，没从3D空间内来确立大小脑的假设。3D大小脑假设的单单现，正因如此法国脑ErnstJean Talairach，他在于1967年提单单一个3D的大小脑假设，与Tounoux 于1988年有利于完善此大小脑假设。

以前最非标准的codice_，是加拿大安大略脑研究临时工所（Montreal Neurological Institute，MNI）于90年均是由所确立的MNI复刻版codice_。在最初的先之前中会，他们读取了241个短时间志愿者的大小脑构造，按照Talairach大小脑示意研究成果的方式则，运应用于标志性的大小脑构造对每个病人的大小脑来进行标定，获得每个大小脑的AC-PC新线和大小脑的直接轮廓。以前运应用于较为国际上的是ICBM152codice_，也是由MNI单单品，然而MNI305和ICBM152codice_中会并能正确地看到每个大小脑的构造。

在瑞典尤利希研究临时工中会心与MNI共同完变为的“Bigbrain”这两项中会，确立了第一个细胞内分级的极限高解像度的大小脑3D假设：由7404个一个组织烟熏组变为的，解像度大幅大幅提高20微米，差不多可靠到了底物分级。这个花了十年的地示意图集，在GW的设法下将它们数字化缝合在一起，极限模糊3D大小脑假设的确立，将会为今后脑变为像给予一个格外加标准的大小脑示意研究成果，也为今后确立标准3D大小脑假设给予了属于自己途径。

模糊的大小脑变为像示意图正因如此新新技术的新颖，比如瑞典尤利希研究临时工中会心的Amunts准备开发设计一种这都为的新新技术，运应用于折射来重建小脑一个组织中会的脑纤维的示意图形构造。在斯坦福的学校的脑地质学家和海洋生物技术医护人员Karl Deisseroth的研究室开发设计了一种名为Clarity的新新技术，并不并不需要地质学家直接看到值得注意小脑中会脑元和电阻器的构造。今年7年底，加拿大新奥尔良华盛顿的学校的一个研究临时工小组援引，他们绘成单单此之前最以外面、最可靠的本能大小脑示意研究成果，其中会97个本能大小脑皮层地区此之前从没阐述过，属于首次定为。

（文中会示意图表源自新线下上发布新闻的资讯）