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揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特
揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特
2021-08-18 19:57:23

隆重有请本场特邀嘉宾,一位来自海洋的朋友——它对光谱感知天赋异禀,能够看见人类看不见的“另一个世界”;它是医学界的宠儿,帮助医生“看清”癌细胞,因此还登上学术专刊的封面;作为海底的拳王,它的出拳速度堪比子弹…让我们一起揭开它的神秘面纱。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图1)


它通常生活在3-40米以下的海域,喜欢在珊瑚礁基地建立自己的U形洞穴,尾巴像孔雀开屏,身体犹如彩虹,一双大眼睛明亮又闪烁。别看它长得漂亮,却是最可怕的海洋生物之一。


它是雀尾螳螂虾(学名:Odontodactylus scyllarus),蝉形齿指虾蛄。一身彩色铠甲,凶猛好斗,性格残暴,胸前一对大螯钩是致命的武器,普通螃蟹遇到它,基本都是一击即碎。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图2)


这对大螯钩是它的第二对颚足——掠足,出拳碾压泰森。在攻击时,肢体前端的锤子可以在五十分之一秒内达到80公里以上的时速,瞬间加速度超过小口径手枪的子弹。


高速击中目标还会产生冲击波,水的气穴效应将生成空泡,造成更厉害的二段伤害,更加巩固了“海底李小龙”的地位。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图3)


老人言,漂亮的女人不能信,漂亮的蘑菇不能吃。


再顶级的吃货,也别惦记这漂亮的雀尾螳螂虾啦,小拳拳能锤得你手指粉碎。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图4)


除了惊人的攻击力,雀尾螳螂虾拥有自然界最发达的视觉系统。


人类的眼睛只有4种光感接收器,光谱分辨率只有3通道,可以识别红(R)绿(G)蓝(B)这3种颜色;而它的眼睛中有多达16种光感接收器,光谱分辨率至少有12通道,覆盖人类全部可见光,不仅能感知特殊波长的线偏振光和圆偏振光,还能感知红外线和紫外线。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图5)


澳大利亚昆士兰大学感光神经生物学家贾斯廷·马歇尔研究后发现,雀尾螳螂虾的复眼构造,几乎涵盖了所有类型的光感受器。它将颜色受体排列在视网膜中间的带子中,这种设置非常类似光谱线性分析仪,是卫星中经常使用的一种遥感工具。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图6)


试想一下,每天把这种遥感工具戴在自己眼睛上,是多么王者的一种体验。


雀尾螳螂虾的甲壳中含有大量糖分,因而部分甲壳能反射圆偏振光,看上去就像闪闪发光的珠宝。能够利用圆偏振光与潜在配偶进行交流的同时,又不被掠食者发现,因为其他动物看不见这种特殊光线。


这波操作真是堂堂正正的地下恋,海王听了都要拍手叫好。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图7)


当然,这么好用的视觉系统,不能只用来泡妞吧,小小的身躯还要肩负起医学界的重担呀。


过去,医生在肿瘤手术过程中,很难把肿瘤部位彻底切除,而周围的微小病灶,更无法凭借肉眼察觉。医生们希望用荧光染色法来精准标记肿瘤,可是照明辅助光源一打开,摄像头根本不能捕捉微弱的荧光标记。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图8)


最近美国伊利诺伊大学的研发团队,受雀尾螳螂虾视觉系统的启发,将垂直堆叠的光电探测器和专用的滤光片阵列集成在单个成像设备中,这套系统能够在手术过程中实时标记癌灶,并指引医生进行切除。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图9)


FDA批准的几款产品的识别准确性(AUC)只有0.75左右,而虾眼摄像头的AUC能够达到0.92。经过初步的临床验证,在真实的手术室器械、光源和操作状态下,利用这种仿生光谱成像系统,不会带来其他干扰,配合荧光剂的使用,疾病组织与健康组织能够被实时标记和区分,且成功率接近90%。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图10)


一举封神!雀尾螳螂虾从一众皮皮虾中脱颖而出,登上《Science  Translational  Medicine》期刊封面,声名大噪。


平平无奇的皮皮虾,登上了吃货们的餐桌;雀尾螳螂虾靠一双卡姿兰大眼睛,白天去医院上班,晚上去拳击场打比赛,偶尔做做学术专刊的封面模特。


所以啊,做虾也要有一技之长,虾生才能丰富多彩呀。


揭秘 | 光谱感知奇才、医学界的宠儿、兼职海底拳王和学术专刊封面模特(图11)

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