神奇的人工心臟

何小凡

12歲

調(diào)皮好動(dòng)，好奇心強(qiáng)，麻煩制造者，所以大家都叫他“何小煩”。

宋大力

12 歲

何小凡與馬飛飛的同學(xué)，平時(shí)總喜歡說(shuō)自己是天才，其實(shí)是個(gè)萌萌的傻大個(gè)。

馬飛飛

12 歲

何小凡的同桌兼好友。喜歡美食，零食常常不離手?！皩W(xué)霸”，遇到不懂的問(wèn)題喜歡請(qǐng)教他人。膽小，但在危急時(shí)刻敢于挺身而出。

郝 布

X學(xué)院的老師，是何小凡、馬飛飛和宋大力的班主任。關(guān)心學(xué)生，但很嚴(yán)肅，總在課堂上或考卷中出難題，大家都叫他“ 好恐怖”。

何小凡和宋大力一眨不眨地盯著電腦上不斷更新的數(shù)據(jù)，馬飛飛則跟著郝布觀察全息影像中逐漸變大的目標(biāo)。“翼龍?zhí)枴憋w船正在追蹤的人造物是這一次科學(xué)實(shí)踐課的觀察對(duì)象——“ 旅行者1號(hào)”探測(cè)器。同學(xué)們?cè)诤虏嫉闹笇?dǎo)下，將近距離圍觀這位航空史上著名的老前輩的大型“手術(shù)”現(xiàn)場(chǎng)。

“旅行者1號(hào)”于1977年進(jìn)入太空，已經(jīng)在茫茫宇宙中飛行了幾百年。幸好現(xiàn)在的新型引擎已全面應(yīng)用于深空飛船，“翼龍?zhí)枴弊匀灰才鋫淞耍駝t，不知道要花多久才能追上它。

眼看著，近了、更近了，飛船上的全息影像中，漸漸出現(xiàn)“旅行者1號(hào)”的身軀。馬飛飛一邊試著調(diào)整圖像，一邊忍不住感慨：“這位前輩的身體真是傷痕累累，遍布宇宙灰塵，好像還被小天體撞過(guò)……咦，那是什么？”

核心

全息影像中，一艘怪模怪樣的飛船正從背后慢慢接近“旅行者1號(hào)”。它看上去像是古老的電燈泡，前端尖，后方圓潤(rùn)，兩只機(jī)械手臂從它的“ 腰部”伸出，貼上了“ 旅行者1 號(hào)”的表面。

“那就是‘青鳥(niǎo)號(hào)’實(shí)驗(yàn)飛船?！焙虏紴榇蠹医饣?，“它是前去銀河系的中心進(jìn)行考察的?！焙虏紝⑷⑼队罢{(diào)整到教學(xué)模式，“你們看，‘旅行者1號(hào)’的樣子雖然與人體完全不同，結(jié)構(gòu)上卻有相似之處。比如攝像機(jī)就相當(dāng)于我們的眼睛，負(fù)責(zé)觀察和搜集信息；鍋蓋狀的天線負(fù)責(zé)發(fā)送信號(hào)，相當(dāng)于我們的嘴巴；中間的電池是為所有儀器提供能量的核心部件?！?/p>

眼前仿若實(shí)體的探測(cè)器層層展開(kāi)，露出最中心的圓柱狀電池。它通體漆黑，向外噴涌著代表能量的微小金色顆粒，那些顆粒流向探測(cè)器的各個(gè)組成部分，就像涓涓細(xì)流滋潤(rùn)著良田。

“電池老化會(huì)影響所有儀器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)際上，‘旅行者1號(hào)’的電池已經(jīng)超出使用壽命很久了。因?yàn)椤帏B(niǎo)號(hào)’的行進(jìn)路線恰好與‘旅行者1號(hào)’在此處交會(huì)，為這位前輩更換一顆新電池的任務(wù)就交給它了?！焙虏歼M(jìn)一步解釋道。

“原來(lái)是這樣?！焙涡》埠退未罅c(diǎn)點(diǎn)頭。旁邊的馬飛飛盯著全息影像，狐疑地輕聲道：“這幅畫(huà)面有點(diǎn)兒眼熟……”

郝布點(diǎn)點(diǎn)頭，“沒(méi)錯(cuò)，你們可能在校醫(yī)院或是生物實(shí)驗(yàn)課上見(jiàn)過(guò)類似的場(chǎng)景?！痹俅握{(diào)整全息影像，“旅行者1號(hào)”漸漸淡去，一個(gè)淡藍(lán)色的人體模型出現(xiàn)了，它的胸口處，一個(gè)紅色器官通過(guò)無(wú)數(shù)清晰可辨的微細(xì)管道與人體各處相連。

“ 對(duì)，就是像心臟！”馬飛飛恍然大悟。

“就像我剛才說(shuō)的，人體和探測(cè)器在結(jié)構(gòu)上有相似的地方。與探測(cè)器的電池對(duì)應(yīng)的，就是我們的心臟?！焙虏驾p輕旋轉(zhuǎn)模型，它再次變化，露出心臟的內(nèi)里，“這就像一棟二層小樓，每一層都有兩個(gè)房間，下層的大一些，叫心室；上層的小一些，是心房。它們都由肌肉組成，可以收縮、舒張。比如左心室收縮時(shí)，可以將富含能量的血液壓進(jìn)與之相連的血管，供人體各處的細(xì)胞使用。”

何小凡摸著胸口說(shuō)：“這個(gè)‘怦怦’的聲音就是心臟收縮、舒張帶來(lái)的嗎？”

“是的，”郝布將何小凡的左手食指搭在他的右手腕上，“你的食指感受到的這種波動(dòng)就是醫(yī)生們常說(shuō)的‘脈搏’，同樣跟心臟的運(yùn)作有關(guān)……”

突然，飛船里響起的刺耳警報(bào)聲打斷了郝布的話。

求 助

“ 小龍，出了什么事？”郝布沉著地問(wèn)道。

小龍是“翼龍?zhí)枴钡娜斯ぶ悄芟到y(tǒng)，它回答道：“收到‘青鳥(niǎo)號(hào)’飛船的求助信息——”伴著小龍清脆的聲音，大家逐漸了解了“青鳥(niǎo)號(hào)”上發(fā)生的事：

“青鳥(niǎo)號(hào)”系列剛誕生時(shí)，人類對(duì)深空飛船搭載的引擎研究還不充分，當(dāng)時(shí)的飛船預(yù)估需要至少百年時(shí)間才能追上“旅行者1號(hào)”。這樣的航行速度讓人類相形短暫的壽命無(wú)法進(jìn)行宇宙探索任務(wù)。為了讓有限的生命盡可能去往宇宙深處，有科學(xué)家將目光投向了冬眠技術(shù)。一些動(dòng)物會(huì)在寒冷時(shí)節(jié)進(jìn)入冬眠，呼吸、心跳都變得極慢，全身細(xì)胞也進(jìn)入低能耗狀態(tài)，類似的技術(shù)如果能應(yīng)用在人類身上，漫長(zhǎng)的宇宙航程就能大大“縮短”時(shí)長(zhǎng)了。

因此，“ 青鳥(niǎo)號(hào)”系列飛船除了執(zhí)行常規(guī)任務(wù)之外，還裝載有數(shù)臺(tái)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的冬眠艙，用以驗(yàn)證冬眠技術(shù)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。沒(méi)想到這艘“青鳥(niǎo)號(hào)”的一臺(tái)冬眠艙出了問(wèn)題——冬眠中的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有心臟衰竭的跡象。

“小龍，通知‘青鳥(niǎo)號(hào)’，我們會(huì)立即展開(kāi)救援，讓它準(zhǔn)備好對(duì)接；另外，立刻啟用‘翼龍?zhí)枴尼t(yī)療艙。大力、小凡、飛飛，你們?nèi)フ{(diào)試搬運(yùn)氣墊?！焙虏悸砸怀烈鳎w快做出了安排。

飛船內(nèi)一下子變得忙碌起來(lái)。好在同學(xué)們都接受過(guò)相關(guān)訓(xùn)練，很快便完成了郝布布置的任務(wù)。

郝布帶著學(xué)生們來(lái)到艙門(mén)前靜靜等待著。

舷窗外，墨黑的深空背景中逐漸出現(xiàn)了一艘飛船，那就是“青鳥(niǎo)號(hào)”了，它正緩慢旋轉(zhuǎn)著調(diào)整自身的姿態(tài)。

兩艘飛船的對(duì)接看樣子還需要一些時(shí)間，宋大力忍不住問(wèn)出了心中的疑惑：“郝老師，心臟衰竭是怎么形成的？”

“大力問(wèn)得好，大家正好趁這個(gè)時(shí)間先了解?！焙虏己苁琴澰S宋大力這樣認(rèn)真思考的態(tài)度，他打開(kāi)了腕表上的教學(xué)投影，學(xué)生們面前出現(xiàn)了剛才見(jiàn)過(guò)的藍(lán)色人體模型，它的心跳越來(lái)越慢，血管里能量粒子的流動(dòng)也隨之變慢，“按照這樣的情況發(fā)展下去，人體會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？”

“沒(méi)有能量，細(xì)胞會(huì)死吧？當(dāng)細(xì)胞大量死亡時(shí)，病人大概也會(huì)……”何小凡皺著眉頭。

郝布點(diǎn)點(diǎn)頭，“在人類歷史上，我們從未遠(yuǎn)離過(guò)疾病。二十世紀(jì)中葉以前，微生物感染是人類的頭號(hào)威脅；之后，代謝性疾病越來(lái)越多；再后來(lái)，自然衰老的相關(guān)病癥又成了人類最大的敵人。而這三類疾病，都可能影響到心臟，進(jìn)而導(dǎo)致心臟衰竭。甚至有些小朋友，因?yàn)檫z傳缺陷，出生的時(shí)候便帶有一顆殘缺的心臟，最終都可能發(fā)展為心臟衰竭?！?/p>

看著人體模型捂著胸口倒在地上，何小凡雖然心里知道這只是模擬展示，還是忍不住有些難過(guò)。

郝布仿佛猜到了他在想什么，安慰道：“宇宙探索充滿了不確定性，因此，每艘載人飛船都搭載了醫(yī)療艙，再加上醫(yī)療器械的智能化，我們可以進(jìn)行各種必要的手術(shù)，包括治療心臟衰竭?！?/p>

飛船突然微微震動(dòng)起來(lái)，原來(lái)是自動(dòng)交會(huì)對(duì)接已經(jīng)開(kāi)始了，郝布立刻招呼同學(xué)們準(zhǔn)備進(jìn)入“青鳥(niǎo)號(hào)”，“進(jìn)入核心艙后，務(wù)必保持冷靜，不要觸碰任何物體。”

困局

最后的等待讓人十分緊張，因?yàn)閾?dān)心實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的情況，大家沉默著，直到“翼龍?zhí)枴钡恼饎?dòng)慢慢停下來(lái)。

艙門(mén)打開(kāi)后，小龍先進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)，“青鳥(niǎo)號(hào)”內(nèi)一切正常。得到結(jié)果的一剎那，郝布大步流星地穿過(guò)通道，走在最前方，搬運(yùn)氣墊底部的小型噴氣裝置快速啟動(dòng)，在追蹤程序的指引下，緊緊跟在他身邊。三位同學(xué)也排成列穿過(guò)通道，徑直去往“ 青鳥(niǎo)號(hào)”的核心艙。

這里的空間比“翼龍?zhí)枴钡男≡S多，滿是各式實(shí)驗(yàn)儀器。不過(guò)，最引人矚目的，還是其中的冬眠艙——艙壁上的指示燈閃動(dòng)著刺目的紅光，冬眠艙里的黑猩猩就像睡著了一般，只是皺著眉頭、不時(shí)扯動(dòng)嘴角。

郝布在小龍的指導(dǎo)下，迅速拆下冬眠艙和“青鳥(niǎo)號(hào)”之間的管線，逐一連接到搬運(yùn)氣墊上，隨后一路疾行，攜著搬運(yùn)氣墊回到“翼龍?zhí)枴钡尼t(yī)療艙。

進(jìn)了醫(yī)療艙，大家發(fā)現(xiàn)這里已經(jīng)大變樣，墻壁上探出的各種設(shè)備——有做手術(shù)用的機(jī)械臂，有的帶有攝像頭，還有放著不知道做什么用的、不過(guò)硬幣大的小玩意兒的托盤(pán)——迅速將搬運(yùn)氣墊和冬眠艙圍了起來(lái)。

“好了，我們出去吧，手術(shù)需要無(wú)菌環(huán)境?！焙虏紟е鴮W(xué)生們退出了醫(yī)療艙。

“艙門(mén)關(guān)閉倒計(jì)時(shí)，3——2——1，啟動(dòng)消毒程序！”小龍的聲音通過(guò)擴(kuò)音器傳來(lái)，一直提著心的同學(xué)們這才稍稍緩了一口氣。

馬飛飛擔(dān)心道：“什么樣的手術(shù)才能救助那只心臟衰竭的黑猩猩呢？”

郝布沒(méi)有直接回答馬飛飛的問(wèn)題，而是啟發(fā)大家進(jìn)行思考，“剛才我說(shuō)過(guò)，心臟就像人體內(nèi)的電池，當(dāng)電池壞了，要怎么辦呢？”

“ 送到售后服務(wù)中心換一顆新的？”宋大力試探地回答。

“ 那我們上哪兒去找一顆新的心臟？”郝布繼續(xù)往下問(wèn)。

“找人捐獻(xiàn)。”何小凡不假思索地說(shuō)，不過(guò)話一出口，連他自己也意識(shí)到了不妥——每個(gè)人都只有一顆心臟啊。

“其實(shí)，小凡說(shuō)的也是一個(gè)辦法。比如，一個(gè)人因?yàn)檐嚨渹按竽X，最終因此死亡，他的心臟卻是健康的。如果他的親屬同意捐獻(xiàn)，便可以把心臟移植給心衰患者。不過(guò)，這樣的情況很少見(jiàn)，而心衰患者卻極多?！焙虏颊f(shuō)。

“那可不可以用干細(xì)胞培育一顆新的心臟呢？”馬飛飛想到科學(xué)實(shí)踐課學(xué)過(guò)的知識(shí)。

“這也是一個(gè)可行的思路，只是培育心臟需要的時(shí)間很長(zhǎng)。有些患者能等，也有一些，比如那只黑猩猩，已經(jīng)沒(méi)有太多時(shí)間等待了?！?/p>

“那到底怎么做才好，難道只能眼睜睜看著患者等死？”何小凡暴躁地薅亂了頭發(fā)。

“當(dāng)然不是。只要找到一種能夠快速生產(chǎn)大量心臟的辦法就可以了。”郝布用腕表的全息影像功能給大家展示了一臺(tái)設(shè)備——它由兩部分組成，一部分看上去像塑料做成的心臟，另一部分則像隆隆作響的冰箱，二者之間，以軟管相連。

生 機(jī)

“ 這是最早的人工心臟?！焙虏冀忉尩?，“ 這種設(shè)備叫作‘賈維克7型’，1982年投入應(yīng)用。你們覺(jué)得它會(huì)有哪些缺點(diǎn)？”

何小凡睜大了眼，“它帶了這么大的東西，怎么接到人身上？出門(mén)都不可能。”

馬飛飛說(shuō)：“它看起來(lái)制作工藝很復(fù)雜，再加上巨大的噪聲，感覺(jué)很不可靠的樣子……”

“賈維克7型的關(guān)鍵部件是一種塑料制成的氣囊，通過(guò)軟管與空氣壓縮機(jī)連接。在空氣壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，氣囊可以模擬正常心臟的收縮、舒張，可當(dāng)時(shí)的空氣壓縮機(jī)有一臺(tái)冰箱那么大！整套設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很容易出故障，還可能導(dǎo)致患者出血、感染。平均來(lái)說(shuō)，當(dāng)時(shí)接受手術(shù)的病人只能活9個(gè)月?！焙虏冀榻B道。

宋大力難過(guò)地說(shuō)：“所以，病人被限制活動(dòng)的情況下也只能多活這么一點(diǎn)時(shí)間……”

“幸好，現(xiàn)在的人工心臟已經(jīng)不是這樣的了?！焙虏颊{(diào)整了全息影像。

大家看到一個(gè)小小的圓東西，正面只比硬幣大一些，厚度和手指相近；分為上下兩層，每一層都伸出兩個(gè)接口。

“ 這不是剛在手術(shù)室見(jiàn)過(guò)嗎？”馬飛飛立刻記起了這個(gè)東西。

宋大力一臉驚訝，“心臟？就這么個(gè)小玩意兒？它和心臟長(zhǎng)得根本不像??！”

“它和心臟發(fā)揮的作用完全一樣。賈維克7型的出現(xiàn)是試圖用機(jī)器模擬心臟的運(yùn)行方式，但有醫(yī)生想到，這么做真的有必要嗎？或者說(shuō)，心臟收縮和舒張是為了什么呢？”郝布問(wèn)。

“為了讓血液流動(dòng)起來(lái)。”馬飛飛毫不猶豫地答道。

“沒(méi)錯(cuò)，人工心臟沒(méi)有必要模擬真正的心臟，只要功能上一樣就行。比如說(shuō)，它可以利用水泵，讓血液流動(dòng)起來(lái)?！卑殡S著郝布的話語(yǔ)，全息影像中出現(xiàn)了一根血管。血管內(nèi)部，血漿和血細(xì)胞向著心臟的方向流去。不過(guò)，心臟的位置已經(jīng)被一臺(tái)特殊的水泵取代了。它的核心部位是圓弧狀的葉輪，看起來(lái)像玩具風(fēng)車；而它的運(yùn)行方式，宛如竹蜻蜓一般，迅疾無(wú)聲地飄浮在半空之中。

在同學(xué)們眼里，血漿像是河水，血細(xì)胞如同小魚(yú)，而那臺(tái)水泵，像是一雙溫柔的手，將水和魚(yú)抄起來(lái)，送到合適的地方。

何小凡覺(jué)得很不可思議，“這個(gè)硬幣大小的玩意兒 里面有一臺(tái)水泵？”

郝布笑著說(shuō)：“普通水泵可沒(méi)辦法每天輸送幾千升的血液，這里面是用了磁懸浮泵；它還需要控制系統(tǒng)，因此里面有微型芯片；再者，葉輪可能傷害到血細(xì)胞，它的材料和形狀也不同于普通水泵；還有電池和供電線路……數(shù)百年間，科學(xué)家們不斷努力，將每一個(gè)部件的細(xì)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，再一一藏進(jìn)這個(gè)小小的人工心臟里?！?/p>

尾 聲

這時(shí)，小龍的聲音響起：“人工心臟植入手術(shù)已經(jīng)完成，病人的情況非常穩(wěn)定?！?/p>

大家面前的全息投影中出現(xiàn)了手術(shù)艙內(nèi)的情況：黑猩猩仍在沉睡中，表情明顯和緩了些，它的胸膛上有一道幾厘米長(zhǎng)的傷口。傷口不大，又已經(jīng)被小心地縫合上，看上去只像是被樹(shù)枝劃破了。

“ 希望它快點(diǎn)好起來(lái)?！瘪R飛飛輕聲說(shuō)。

何小凡卻想到了別的，“不知道‘旅行者1號(hào)’現(xiàn)在怎么樣了……”

“‘青鳥(niǎo)號(hào)’即將開(kāi)始‘手術(shù)’，‘旅行者1號(hào)’的最佳觀察位置已鎖定?！毙↓埩⒓椿卮鸬?。

“小龍，快給我們看‘手術(shù)’現(xiàn)場(chǎng)！”宋大力激動(dòng)起來(lái)。

郝布笑了，“雖然黑猩猩的手術(shù)我們不能現(xiàn)場(chǎng)看，但‘ 旅行者1 號(hào)’的可以近距離圍觀哦！”

歡呼雀躍的同學(xué)們趕忙奔去換艙外服，“回地球之后，一定要跟朋友們好好講講今天發(fā)生的事?！?/p>