直擊科技之巔！麻省理工科技評論評選的14大醫療課題突破科技（上）

《麻省理工高科技篇文章》從2001年開始，每年亦會公布“10大有所突破系統會設計”，即TR10（Technology Review 10），并預測其大規模商品化的創造力，以及對有機體生活和社會的根本性因素。

這些系統會設計推選了當從前世界高科技的轉型從前沿和將會轉型方向，集當中反映了近些年世界高科技轉型的上新特點和上應運而生，將引領面向將會的統計數據量化方向。其當中許多系統會設計并未能走向舊金山市場，促成著運業系統會設計的轉型，極其大地催生了戰略建設工程轉型和高科技創上新基本功能性。

正如《麻省理工高科技篇文章》撰稿JasonPontin所卻說，有所突破基本功能性系統會設計的定義極其簡單，那就是能夠給人們隨之而來低開銷技術性高科技的解決提案。有些系統會設計是發明家們奇才創意的晶體；而有的則是發現者們對粗大時間困擾他們的原因所無視的諸多為了讓的集大并成者（比如深研修）。評選“10大有所突破系統會設計”的目的不只不過是向人們展示上新創上新基本功能性并成果，同時也是為了強調是有機體的聰明才智促生了這些創上新基本功能性系統會設計。

因此氣管網（微信：vcbeat）將為你挑選出從2012年~2016年的中醫行業的高科技有所突破。由于系統會設計非常迭快，因此只梳理最近5年只不過的。鑒于篇文章篇幅畢竟粗大，將包含上下兩篇，每篇介紹七種系統會設計。本文為上篇。這些系統會設計是為解決原因而生，將會極其大地延展有機體的想像力，也無論如何轉變世界的景象，世人在將會給予特別關心。

固態開口核酸的點陣圖

它能擦除較粗大的基因數列片斷，這并能理解基因數列數列的繁雜區域

早熟：至少10年后

有所突破點：將雙螺旋DNA拉過蛋白開口，探測DNA穿過時電導的微小轉變

重要基本功能性：基因數列數列核酸非?？?，非常較貴，非常方便，觸發個基本功能性醫療黃金時代

該行業主要大多數人：Oxford Nanopore

縱觀核酸系統會設計的轉型心路歷程，不能哪一個系統會設計像固態開口核酸那樣慢熱。1996年芝加哥大學的Daniel Branton、加州大學的David Deamer及其同事，在舊金山國家科學知識院院刊PNAS黃金時代周刊上首次發表篇文章指出上新，可以用膜連通探測多核苷酸數列。并用固態開口進行核酸的以人為本是極其直覺的：讓DNADNA一個個穿過固態開口，同時較慢認定每一個DNA。和其他DNA核酸作法相比，它不需要用作發光鹽酸來認定DNA或敲除DNA大分子或者擴增片斷，能較慢推斷出基因數列走法等狀況。

2005年，Bayley、Gordon Sanghera和Spike Wilcocks始創的Oxford Nanopore一些公司，驗證了固態開口核酸的商業能力也。 該系統會設計發放了一種作法，使基因數列數列核酸非?？?，非常較貴，并且足夠方便，讓牙醫作為最常規的核酸作法，開創了個基本功能性化中醫的黃金時代，不過準確率特別還有待大大提高。

特別是2012年，Oxford Nanopore 一些公司推出上新了一種掌上固態開口核酸儀MinION，方便空投也很較貴。它能擦除較粗大的基因數列片斷，這個實時器的平均讀粗大大約在5kb左右，最粗大能達致20kb，這并能理解基因數列數列的繁雜區域。MinION還可以插入筆記本電脊髓的USB接口，在屏幕上顯示統計數據生并成的過程。最近發表的統計數據量化顯示MinION相當實用，能準確核酸小基因數列數列（比如芽孢和酵母基因數列數列），劃分親緣關系很近的芽孢和病毒，擦除有機體基因數列數列的繁雜區域等。

當年，普林斯頓大學的車靖岳（Jingyue Ju）和芝加哥大學的George Church系主任合作伙伴共同開發了基于固態開口的單大分子邊合并成邊核酸（SBS）系統會，對這一核酸系統會設計進行替換，打造了高通量的單大分子固態開口核酸實時器。但迄今發現者打算通過減緩DNA數列通過固態開口速度的方式將大大提高此項核酸的準確度，顯然迄今來看，該系統會設計唯不并成熟。

芝加哥大學有性博物學家維克多·漢考克

有機體也有一種相同老虎等鳥類的卵原腫瘤，或可已是無盡的胚胎是從

早熟：深受質疑

有所突破點：粗略細胞會分選系統會設計，從兒童乳腺內合成上新了卵原腫瘤

重要基本功能性：在麻省理工學院當中大量孕育出卵原腫瘤，病患男基本功能性不孕不育，甚至時間延遲乳腺早衰

該行業主要大多數人：弗吉尼亞教學醫院、OvaScience、Jonathan Tilly

芝加哥大學有性博物學家維克多·漢考克（Jonathan Tilly，同時在弗吉尼亞教學醫院指導了一個有性分子生物學當的中心）統計數據量化的團隊，說明了了有機體也有一種相同老虎等鳥類的卵原腫瘤，或可已是無盡的胚胎是從。因為對于一個男基本功能性來卻說，到了40歲此后，胚胎的數量和質量就會下降，“卵原腫瘤”的推斷出都未為病患男基本功能性不孕不育，甚至時間延遲乳腺早衰發放上新作法。

這些卵原腫瘤來自于并成年男基本功能性的乳腺，卻說明了男基本功能性并成年后仍然無論如何形并成歸入自己胚胎。如果能在麻省理工學院當中大量孕育出這種卵原腫瘤，也意味著醫療上具備了無盡的胚胎是從。這一推斷出對男基本功能性胚胎數量在出上新生時就已被限定的傳統觀點形并成終究。

漢考克的團隊曾在2004年首次證明，雌基本功能性老虎在重回并成年后還能持續制造出上新卵細胞會。自此漢考克的團隊研警告一個非常加粗略的細胞會分選系統會設計，并用作該系統會設計從兒童乳腺內合成上新了卵原腫瘤，想得到的細胞會像老虎卵原腫瘤一樣，能自發形并成具有卵細胞會特征的細胞會，這些卵細胞會具備有機體乳腺內卵細胞會的物理除此以相貌和表現型強調模式。

漢考克對此，統計數據量化都未使用秘密組織起來有機體卵原腫瘤庫，最關鍵的是可能發現作法讓卵原腫瘤在燒杯深受精卵當中發育并成并成熟的有機體卵細胞會，以革上新燒杯深受精卵的結果，并為不孕不育癥發放上新療法。不過截止到迄今，卵原腫瘤仍然深受到質疑，也卻是能通過卵原腫瘤孕育出并成任何上嬰孩。

總部位于波士頓的OvaScience打算將漢考克的實習商品化。該一些公司的聯合創始人包括安全性入股家Christoph Westphal和芝加哥大學抗衰老統計數據量化員David Sinclair，他們始創了Sirtris Pharmaceuticals一些公司，并于2008年以7.2億美元的價格出上新售給GlaxoSmithKline。OvaScience在2012年就募集了4300萬美元，使用渴求腫瘤的生育病患和其他應用，迄今一些公司運行良好。

夢境移植，迄今仍然深受到很多質疑

不一段距離的一天，當比較嚴重夢境減損的病人可以從電子眼皮想得到為了讓

早熟：唯不并成熟

有所突破點：用作夢境統計數據，頻譜被鍺中央處置器轉換已是一個粗大時間夢境的方式將

重要基本功能性：為粗大時間夢境不足之處癥狀做修繕基本功能性的移植

該行業主要大多數人：Theodore Berger

這個或許是如此坦率，所以遠在神經細胞科學知識的主流之除此以外，西奧多·維克（Theodore Berger）是這個行業有遠見的早先的配角。他是南加州大學洛杉磯分校的生物中醫發明家和神經細胞發現者，他預想在不一段距離的一天，當比較嚴重夢境減損的病人可以從電子眼皮想得到為了讓。

對脊髓干遭深受阿爾茨海默病，當中風或損傷的人當中，破壞的神經細胞網絡上會防止粗大時間夢境形并成。二十多年來，Berger設計了鍺中央處置器，以實時這些神經細胞在正常實習時所做的統計數據處置，這項實習深受限制我們在一分鐘只不過記住成果和學問。就此，Berger自已通過在脊髓干當中植入這樣的中央處置器來恢復揭示粗大時間夢境的能力也。

Berger通過導線與老虎和老虎脊髓干除此以外部通到的鍺中央處置器統計數據量化處置像實際神經細胞的個人信息，并且在神經細胞適配手術當中取得并成功。鼓膜眼皮為了讓了少于200,000聾人通過將聲音轉換為電頻譜，并將其發送到聽覺神經細胞而驚醒。其他統計數據量化技術人員在視障的人工視網膜特別取得了初步并成功。

Berger還與USC的生物中醫發明家Vasilis Marmarelis合作伙伴，開始制造脊髓適配。 他們首先用作來自老虎的海馬回切片。知道神經細胞頻譜從海馬的一端移動到另一端，統計數據量化技術人員發送隨機激光到海馬回，記錄下來在各種區域內的頻譜，再來它們是如何離散，然后導出上新揭示離散的高等數學等式，并且他們在計算機中央處置器當中意味著了這些等式。用作這些統計數據，Berger和他的的團隊仿真了頻譜被轉換已是一個粗大時間夢境的方式將。

盡管有不確定基本功能性，Berger和他的同事之從前在建設工程有機體統計數據量化。 他還與他的大學的臨床牙醫合作伙伴，測試用作植入海馬回每側的導線來探測和防范比較嚴重中風癥狀的中風發作，甚至為了讓這些癥狀在脊髓干當中發現夢境。

運從前DNA探測并未能轉型到無創運從前基因數列探測（NIPT）階段

迄今并未能可以通過母體除此以外周血提煉出上嬰孩產物 DNA（cffDNA），進行侵入性基本功能性疾病

早熟：已并成熟

有所突破點：通過一小管父母血液當中的上嬰孩DNA對基因數列核酸

重要基本功能性：在上嬰孩出上新生從前進行基因數列探測，考慮到多種基因數列不足之處病

該行業主要大多數人：Illumina、Verinata、Sequenom、Natera、Ariosa、LifeCodexx、盧煜明

提及運從前DNA核酸就不能不卻說Illumina和Verinata。2013年1月7號，Illumina——這家世界上最廣泛用作的DNA核酸儀的生運商以3.5億美元母公司了Verinata一些公司。而Verinata不過是公司總部基本上還不能總收入的求職一些公司。吸納Illumina的是Verinata的高生產并成本系統會設計：對未能出上新生上嬰孩進行DNA核酸。這項系統會設計可以通過一小管父母血液當中的上嬰孩DNA而探測林氏綜合癥。在以從前，林氏綜合癥探測意味著要從胎盤或腎臟當中獲取上嬰孩的細胞會，這些方式將都具有一定的流運安全性。

并用父母的血液可以獲取上嬰孩基因數列數列個人信息，一些癥狀為了了解到自己的基本功能性疾病基本功能性疾病或諸如帕金森氏癥等基本功能性疾病而接深受基因數列數列核酸，但是預見有機體無需等到發病了才去做核酸，在出上新生時就知道涉及的個人信息。根據當中國香港發現者盧煜明的統計數據量化，父母血液當中產物的DNA當則有15%是來自于上嬰孩。

通過較慢的DNA核酸系統會設計，這些片斷可以轉變為大量的個人信息，不過自此，Verinata的創始人、加州大學洛杉磯分校生物地質學家Stephen Quake很快推斷出，并用父母血液當中的上嬰孩DNA除了可以侵入性生殖細胞持續基本功能性除此以外，還可以對上嬰孩進行均基因數列數列核酸，這樣就可以在上嬰孩出上新生從前考慮到患有囊基本功能性纖維化（cystic fibrosis）、β-地當中海流行性感冒以及憂郁癥等安全性。而且這項基因數列探測開銷之從前在下降。

迄今，并未能轉型到無創運從前基因數列探測（NIPT）階段，這項系統會設計是通過母體除此以外周血提煉出上嬰孩產物 DNA（cffDNA），進行侵入性如林氏綜合征，Rh神奈川縣，基本功能性生殖細胞持續基本功能性，以及上嬰孩基本功能性別，是核酸當中競爭最為慘烈的行業。無創運從前基因數列探測在均球，特別是在低總收入和當中等總收入國家漸漸普及。不過運從前探測讓牙醫遭遇的法律與道德義務來得非常加繁雜，近日衛寶雞市發布了通知，無創運從前侵入性和檢驗試點正式取消，侵入性管理機構必須想得到歸入自己職業許可證書。兒童可以不得不是否對自己的基因數列數列進行核酸，而未能出上新生的上嬰孩是不能不能接深受對此意見的。這些個人信息有可能因素人的平生。甚至有人明確指出上新發放探測的服務商，不該將其報告限制在20種左右最類似于的比較嚴重基本功能性疾病當中。

深研修系統會設計催生計算機科學向從前轉型的一個中心軍事力量

為牙醫發放可可選擇的循證病患提案，并未能意味著為了讓牙醫做出上新非常好的決策

早熟：打算用作

有所突破點：計算機科學深研修搜索算法，使計算機科學的能力也大大大大提高

重要基本功能性：試圖實時脊髓干的實習方式將，大大提高醫療生產并成本，特別在腫瘤病患行業力圖意味著精密病患

該行業主要大多數人：網易、網易、蘋果公司、IBM、蘋果公司、Facebook、百度等

深研修是和計算機科學的轉型深結合在獨自的。其實，深研修卻是是上新生事物，它是傳統計算機科學（Neural Network）的轉型。計算機科學統計數據量化行業的領軍者Hinton在2006年明確指出上新了計算機科學深研修搜索算法，使計算機科學的能力也大大大大提高，向反對乘積機警告終究。Hinton和他的學生Salakhutdinov在頂尖學術刊物《Scince》上發表了一篇篇文章，觸發了深研修的篇章。

深研修的一個中心就是搜索算法，搜索算法假設也經歷了一個較慢給定的周期，Deep Belief Network、Sparse Coding、Recursive Neural Network, Convolutional Neural Network等各種歸入自己搜索算法假設被不斷明確指出上新，而其當中卷積計算機科學（Convolutional Neural Network，CNN）非常是已是圖像辨識最炙手可熱的搜索算法假設。迄今并未能在語音辨識、圖像辨識等應用極其廣泛。

在中醫行業，以深研修為基礎的計算機科學，從研修在豐富的中醫統計數據當中辨識繁雜模式的搜索算法，到為個基本功能性化醫療發放對普通人世界跡象的量化，再到推斷出與 DNA 結合的酶的數列特異基本功能性和怎樣用其協力基因數列數列檢驗以及個基本功能性化病患，在中醫光學上可大大提高對比度、量化的廣度和速度以及檢驗上隨之而來了極其了不起的退步，甚至在藥物共同開發和非常廣泛的病患干預上顯示出上新了不小的創造力。

特別是網易，并未能并成了吸納深研修和計算機科學人才的導線。2013 年 3 月，網易母公司了公司總部求職跨國企業，它的創始人是多倫多大學的計算機系統會設計系主任布洛克·辛頓——是奪得默克比賽的的團隊并成員。辛頓會同時充分利用大學和網易的實習，他卻說計劃“在這一行業當中明確指出上新構想，然后把它們用在真正的原因上“，這些原因包括圖像辨識、搜索，和自然語言理解。

2012年6月，網易展示了當時較大的計算機科學之一，其當中具備少于10億個通到。由加州大學洛杉磯分校計算機系統會設計系主任吳恩達和網易統計數據量化員杰森·迪安率隊的的團隊，給系統會展示了一千萬張從YouTubu截圖當中隨機選擇的圖片。該軟件假設當中的一個實時神經細胞專門辨識猩猩的圖像，其他專注于人臉、黃色的小花，以及其他物體。由于深研修的能力也，即使沒人曾經定義或標記過，系統會也辨識了這些分立的；也。IBM的沃森在腫瘤精密病患行業，能夠在幾秒只不過挑選出數十年帕金森氏癥病患歷史當中的150萬份癥狀記錄下來，包括出有和癥狀病患結果，并為牙醫發放可可選擇的循證病患提案，并未能意味著為了讓牙醫做出上新非常好的決策。

在2011年到2015年的五年時間，計算機科學行業的并購收益從2.82億美元增粗大到2015年的23.88億美元，而并購數量也從67起增粗大到397起。以網易、蘋果公司、IBM、蘋果公司、Facebook為推選的等行業巨頭打算通過并購進行運業布局。

CRISPR的實習流程，創上新基本功能性基本功能性地并用RNA

通過基因數列出版人空投定向突變的靈粗大類鳥類的能力也，為發現者統計數據量化與表現型涉及的基本功能性疾病發放作法

早熟：重回到檢驗

有所突破點： 并用基因數列數列機器構建出上新兩只空投有特定基因數列突變的老虎

重要基本功能性：為有機體基本功能性疾病統計數據量化發放了歸入自己令人吃驚的機器

該行業主要大多數人：麗江省靈粗大類生物中醫課題麻省理工學院，Jennifer Doudna（加州大學伯克利分校），張峰（麻省理工學院），George Church（芝加哥大學）

發現者們認為，CRISPR可能是自20世紀70九十年代生物系統會設計黃金時代觸發以來注意到的最重要的基因數列工程系統會設計。CRISPR系統會具有搜索和替換DNA的雙重基本功能，可以讓科學知識們通過替換DNA，輕松的轉變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縮、罕見肝臟基本功能性疾病，使有機體細胞會免疫HIV等從前所未能有的基本功能。在資本舊金山市場上，都是千萬美元最高級別的入股。Emmanuelle Charpentier在歐洲始創了CRISPR Therapeutics。Jennifer Doudna之從前與張鋒共同始創了Editas Medicine，離開Editas Medicine后她現在始創了公司總部小一些公司Caribou Biosciences。

CRISPR/Cas是在大多數芽孢和古芽孢當中推斷出的一種天然免疫系統會，可用來對抗入侵的病毒及除此以外源DNA。最先試驗的是一對出上新生在昆明科靈生物高科技有限一些公司（Kunming Biomedical International）和麗江靈粗大類鳥類生物中醫統計數據量化課題麻省理工學院里雌基本功能性雙胞胎恒河猴居然和玲玲。在深受精卵后，發現者用了上新型DNA工程系統會設計CRISPR在深受精卵卵當中出版人修改了3個基因數列。標志著CRISPR可以在靈粗大鳥類體內完并成靶向表現型修飾。在從從前幾年，CRISPR由加州大學伯克利分校、芝加哥大學、麻省理工學院等管理機構的統計數據量化技術人員研警告來。這項系統會設計并未能開始轉變發現者對表現型工程的理解，因為它可以讓他們粗略并相比之下輕松地轉變基因數列數列。

CRISPR可以粗略并相比之下容易地，在生殖細胞上的某個特定部位轉變DNA，從前提，這項系統會設計可以在培養皿當中轉變任何鳥類細胞會一般來說的基因數列，包括有機體細胞會。CRISPR與早期的基因數列數列出版人作法：核酸酶核酸酶(ZFN)以及轉錄激活因子樣波動物核酸酶（TALEN）系統會完全相同。但是后兩種作法都是并用蛋 白質來定位靶數列，這些酶上會很難生并成且開銷高昂。CRISPR并用的是RNA，使得設計它們來得頗為容易。

某個基因數列變異的重要基本功能性上會卻是明確，它很有可能致病，也可能只不過和某種基本功能性疾病間接涉及，CRISPR可以為了讓統計數據量化技術人員發現確實能致病的突變。在究竟誰該具備CRISPR專利原因上，雖然還有爭議，人們普遍認為是Charpentier和Doudna催生了CRISPR出版人的轉型，張峰則是通過表明它能夠在真核細胞會當中起作用揭示了它的不小創造力，來自哈佛中醫院的George Church分立表明了張鋒的這一統計數據量化推斷出。

CRISPR將會眾所周知創造力的應用是，修繕有機體秘密組織當中的基因數列，可以病患諸如血友病、罕見代謝基本功能性疾病、亨廷頓氏病和強迫癥等基因數列基本功能性疾病。隨著對CRISPR系統會了解到的緩和，實驗設計的提高效率改造，相信其靶向生產并成本會進一步大大提高，CRISPR以及其都是以系統會設計終究會隨之而來一場西方哲學上的不小變革。

直觀的脊髓干光學圖讓神經細胞發現者非?；就笍氐赜^察脊髓干內部結構

更為精細的脊髓干光學圖，第一次在細胞會水平上解構了有機體脊髓干，為神經細胞發現者發放了解到讀其無窮繁雜基本功能性的指南

早熟：唯未能完均并成熟

有所突破點：高對比度，以20微米的尺度展現了有機體脊髓干的內部結構

重要基本功能性：能夠讓神經細胞發現者非?；就笍氐赜^察脊髓干內部結構，了解到脊髓干不同區域之間的相互作用，脊髓內部結構及其對人使用暴力的控制

該行業主要大多數人：Katrin Amunts（德國尤利希統計數據量化當的中心），Alan Evans（蒙特利爾神經細胞學統計數據量化所），Karl Deisseroth（加州大學洛杉磯分校）、圣路易斯賓夕法尼亞大學

人脊髓之從前是個神秘山區，有機體也之從前試圖了解到人脊髓的均部，“歐洲人脊髓計劃”（明確指出上新在巨型計算機上對人脊髓仿真）、“舊金山脊髓計劃”（要從多個維度獲取脊髓干戶外活動統計數據卻是能接深受仿真）這些雄心勃勃的計劃，都在為了讓創建一個廣泛的脊髓干戶外活動的圖片。

脊髓干著者的早期實習不該要歸功于神經細胞解剖學家們，其當中眾所周知名的不該是穆爾德曼（Korbinian Brodmann）在20世紀初的實習。在此之從前，關于脊髓干的不同區域負責不同基本功能的觀點并未能隨著顱相學的流行而興起，在布洛卡（Broca）等脊髓區的基本功能而想得到強化。然而，穆爾德曼關心于脊髓區的細胞會筑成，未能從3D空間來秘密組織起來脊髓干的假設。3D脊髓干假設的注意到，正因如此法國神經細胞解剖學家Jean Talairach，他在于1967年明確指出上新一個3D的脊髓干假設，與Tounoux 于1988年進一步完善此脊髓干假設。

迄今最通用的C#，是加拿大蒙特利爾神經細胞統計數據量化所（Montreal Neurological Institute，MNI）于90年推選所秘密組織起來的MNI系列C#。在最早的為了讓當中，他們掃描了241個正常志愿者的脊髓干內部結構，按照Talairach脊髓干著者的方式將，用作標志基本功能性的脊髓干內部結構對每個深受試者的脊髓干進行標定，想得到每個脊髓干的AC-PC線和脊髓干的除此以外部線條。迄今用作非常為廣泛的是ICBM152C#，也是由MNI出上新品，然而MNI305和ICBM152C#當中未能能清楚地看不到每個脊髓干的內部結構。

在德國尤利希統計數據量化當的中心與MNI共同完并成的“Bigbrain”項目當中，秘密組織起來了第一個細胞會最高級別的微高對比度的脊髓干3D假設：由7404個秘密組織切片分并成的，對比度達致20微米，基本上粗略到了大分子最高級別。這個花了十年的地圖集，在微級計算機的為了讓下將它們因特網縫合在獨自，微直觀3D脊髓干假設的秘密組織起來，都未為理應神經細胞光學發放一個非常加標準的脊髓干著者，也為理應秘密組織起來標準3D脊髓干假設發放了歸入自己途徑。

直觀的脊髓干光學圖正因如此系統會設計的創上新基本功能性，比如德國尤利希統計數據量化當的中心的Amunts打算共同開發一種這樣的系統會設計，用作偏振光來重建脊髓秘密組織當中的神經細胞纖維的三維內部結構。在加州大學洛杉磯分校的神經細胞發現者和生物發明家Karl Deisseroth的麻省理工學院共同開發了一種名為Clarity的系統會設計，深受限制發現者同樣看不到基本脊髓當中神經細胞和電路的內部結構。當年7月，舊金山圣路易斯賓夕法尼亞大學的一個統計數據量化一個小組稱作，他們繪制出上新迄今最均面、最粗略的有機體脊髓干著者，其當中97個有機體脊髓干皮層區域此從前從未能揭示過，歸入首次公布。

（文當中統計數據是從于網上公開資料）