原來皮皮蝦不僅能吃，還能用！幫助科學家開發出“新型仿生成像系統”，可看到腫瘤的確切位置并切除！

據報道，自然界存在許多奇特的物種，有時它們的特征兼具兩種動物的特征，因而擁有“雙重身份”。其中包括：螳螂蝦，它兼具螳螂和蝦的特征，事實上卻是一種口足目動物。而皮皮蝦是螳螂蝦的一種，其形態與蝦相近，但又擁有螳螂的“雙刀”。

它既是螳螂又是蝦？事實上，螳螂蝦既不是螳螂也不是蝦，它是鮮為人知的口足目動物，這種海洋生物與龍蝦和蝦有親源關系，它們的爪子用于刺擊獵物。螳螂蝦的一個顯著特征是長著一對莖狀眼睛，科學家認為這是動物王國中最復雜的目鏡傳感器。

近日，美國伊利諾伊大學香檳分校的研究人員《Science Translational Medicine》期刊上發表了題為“Hexachromatic bioinspired camera for image-guided cancer surgery”的研究。

這項研究基于螳螂蝦的眼睛設計了一種新型仿生成像系統，該系統可以同時檢測多個近紅外熒光信號。能夠幫助醫生在手術時看到腫瘤在病人體內的確切位置，為圖像引導的腫瘤切除手術提供一個靈活的工具。

早在2017年，來自美國圣路易斯華盛頓大學，美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校，以及英國劍橋大學動物學系的科學家組成的研究小組，他們提出了一個想法：“如果模擬螳螂蝦的視覺能力設計一個成像系統，將會怎樣？”

該團隊開發的單芯片成像系統由垂直堆疊的硅基光電探測器構成，這種光電探測器利用了納米線偏振濾波器進行單片集成。利用這些組件，緊湊型成像儀能夠以低功耗實時準確地生成高分辨率的色彩與偏振數據。

人們預計，受螳螂蝦啟發的成像系統可以為許多潛在應用生成彩色偏振圖像。一個應用示例是加強對生活在自然棲息地的海洋生物的了解。此外，由于成像系統堅固而緊湊，還可用于水下攝像機，幫助研究人員監測水下環境的變化和研究海洋物種，一些科學家還將偏振成像應用于隱蔽通信。

這項研究的最初動力是挖掘新型成像系統在早期癌癥診斷方面的應用潛力。研究人員發現，該設備可以有效地測量可見光譜中的偏振信號，而且誤差較小。成像系統的精確度和出色的偏振靈敏性有助于檢測癌癥征兆，因為它能夠識別生物組織中細微的偏振狀態變化。不僅如此，該技術的制造成本和功率需求很低，所以更容易在全球范圍內實現醫療用途。

如今，在這項新的研究中，研究團隊更詳細地介紹了這種新型攝像機如何與腫瘤靶向藥物一起工作，并應用于觀察動物和人類患者的癌癥。

螳螂蝦可不只有力量名聲在外。為了更好地定位獵物和捕食者，它們也進化出了卓越的視覺能力。它們的眼睛中有多達 16 種顏色感受器（多數人類只有 3 種）。除此之外，它們的眼睛可以獨立移動，還有 6 個可以捕捉光線極化的通道，不愧為大自然中最復雜的眼睛系統。與現代相機相比，螳螂蝦的高靈敏度視覺系統可以捕獲更多高質量信息，而不會消耗太多能量，占用額外空間。

基于此，研究團隊集成了先進的半導體設備和專門的光學濾波器，并成功將螳螂蝦的視覺系統復制到單個成像設備上，由此發明了一種新型仿生成像系統。

更重要的是，這種仿生成像系統的制造成本很低，操作也相對簡單，因此在世界各地的醫院都可以推廣使用。研究團隊的下一步工作是將他們的仿生學相機與內窺鏡系統相結合，以滿足資源有限的醫院的微創手術需求。