纽约时报第三届STEM写作比赛获奖文章:从敌人到朋友 蚊子的止痛药

她,大自然队的杀手。携带着在历史上刺穿并杀害了520亿人的武器。她是人类痛苦的头号来源:她是蚊子。

一只雌性蚊子在犯罪现场留下的唯一证据就是红肿发痒。当它吸血的时候,它会在我们的皮肤上刺入六根针(也就是鼻子)。尽管这种行为听起来相当痛苦,但蚊子几乎不会在这种行为中被当场抓住。为什么?

重要的不是成为最强壮的,而是最聪明的。鼻尖是柔软的,因此与普通针头相比,需要三分之一的压力才能穿透皮肤。不使用大的力,而是使用频率为15赫兹的振动运动。更少的皮肤变形,因此更少的疼痛信号从该地区传递给我们,提醒我们蚊子的到来。

当蚊子从血管中抽血时,会完全掩盖疼痛。当鼻子插入皮肤后,第六根针(下咽)会在唾液中释放一种麻醉剂。这就像一种麻醉剂——完全抑制疼痛感受器向大脑发送信息。所以也许蚊子在意伤害我们?不。不要感谢这些昆虫。这一策略使他们避免被我们的拳头打倒。此外,唾液还可能含有寄生虫和病原体,这些疾病每年导致100多万人死亡。

蚊子将继续成为历史上的罪魁祸首。然而,也有一线希望。最近在模拟长鼻方面的进展为医学领域提供了令人兴奋的创新。

俄亥俄州立大学的工程师巴拉特·布山(Bharat Bhushan)解释说:“我们可以以从蚊子身上学到的知识为起点,创造一种更好的微针。”他是一项开发无痛微针的研究的共同主要作者。该团队的建议是创造一个双针。一根针可以注射麻醉剂,另一根针可以用来抽血或注射毒品。第二根针的设计将模仿嘴部:锯齿状,尖端柔软,通过振动进入皮肤。这些机制将使注射变得无痛,并可能永远消除人们对医生办公室里又长又尖的针头的普遍恐惧。

这里还有另一个例子:早在2020年,密歇根大学的一个团队发表了一篇文章,关于在活检过程中使用长鼻针头提取组织的可能性。这种针会减少组织变形,所以更容易瞄准癌变区域的组织。因此,癌症诊断变得更加准确。

最终,通过进化,大自然为生命创造了功能。仿生学不仅为医学领域的发展提供了一个有希望的指导,而且超出了医学领域。也许现在是时候揭示大自然为推动人类进步而提供的隐藏礼物了,而不是简单地把它们视为对人类的威胁。

Works Cited

Dumé, Belle. “Painless Needle Mimics a Mosquito’s Bite.” New Scientist, 17 July 2008.

Li, Annie D. R., et al. “Mosquito Proboscis-Inspired Needle Insertion to Reduce Tissue Deformation and Organ Displacement.” Scientific Reports, 22 July 2020.

“Mosquito Bite Helps Create the Ideal Injection Needle.” De Engineur, 29 June 2018.

Reese, Hope. “Mosquitoes Might Be Humanity’s Greatest Foe. Should We Get Rid of Them?” Vox, 21 Aug. 2019.

Schroeder, Jackson. “Mosquitos Hold The Secret to Painless Needles.” The University Network, 2018.

Winegard, Timothy C. “The Mosquitoes Are Coming for Us.” Editorial, The New York Times, 27 July 2019.

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