技术给我们带来了什么坏处

虚拟现实(VR)可以用来做什么？玩游戏？如果你这么想，那就太狭隘了。

现在，科学家可以利用VR开发各种药物，提高人类的生活质量。

有这样一家药物发现公司C4X Discovery(C4XD)，其虚拟现实(VR)工具4Sight可以帮助化学家可视化复杂分子的结构，以开发与癌症和慢性成瘾等疾病相关的新药。

让VR药物发现“看得见摸得着”想象一下这个场景:蓝天，白云，脚下一望无际的网格，一个大分子。这是药物发现的虚拟世界。在这里，科学家们第一次可以用自己的眼睛近距离观察他们设计的药物，他们可以用两只挥舞着光剑的爪子抓住悬浮在面前的虚拟分子，与分子结构来一次亲密接触。

C4XD的生物化学家正在利用这种VR技术开发治疗呼吸系统疾病和神经退行性疾病(如帕金森病和痴呆症)的药物。该公司在药物研发过程中使用了其极其详细的专有数据库，并与制药公司Invidior合作开发了一种成瘾治疗药物。这个数据库记录了每个药物分子的详细信息，它的不同结构以及每个结构出现的频率。

“使用VR是革命性的，因为突然间，分子是我世界的一部分，我可以在我面前的空中操纵它们，就像将两个橙子与两个苹果进行比较一样，”C4XD的药物化学家托尔斯滕·诺瓦克(Thorsten Nowak)说。这个VR平台让药物发现变得“看得见摸得着”。

诺瓦克说，化学家往往是以视觉为导向的人，但他们作为科学家的想象力是有限的，因为他们无法以非常精细的程度直观地呈现分子。过去，化学家和其他科学家一样，使用塑料“棒”模型来表示药物，但这些模型是静态的。现在，依靠VR技术，他们可以看到分子就在眼前，看到分子结构的变化范围。他们在六个月前开始使用4Sight来比较药物分子，这激发了设计药物所必需的视觉想象力。

诺瓦克说:“看电视时，你可以看到所有的画面，但你永远无法置身其中。”“而VR让分子成为你世界的一部分，仿佛你直接参与其中。你可以操纵它们，就像它们是你周围的物体一样。”

VR技术对C4XD的生物医学团队越来越重要。科学家受到鼓励，因为他们可以获得更多关于分子的信息。他们决定更多地利用这些信息，在VR中建立模型，这样就可以看到分子的结构，精度比二维模型更高。C4XD希望研发更好的药物。

“锁”和“钥匙”分子的结构一直在变化。在药物研发中，你要尽可能多地寻找具有正确结构的分子。拥有“合适的结构”意味着它不仅更有可能与所涉及的蛋白质(如管理食欲的食欲素受体)结合，而且副作用最小。虽然分子的结构一直在变化，但有些分子比其他分子更经常地具有适当的结构，而你正在寻找这样的分子。

C4XD首席科学官克雷格·福克斯(Craig Fox)用了“锁和钥匙”的比喻:“你的身体里有一把锁，是被药物靶向的蛋白质。药物通常针对体内的一种蛋白质。”你试着找到最好的钥匙，结合那种蛋白质。于是，你搞清楚蛋白质的结构，看看“已知关键”是否成功地与之结合，产生疗效。这些已知的钥匙可能不太好，但也不全是无用的。这是你的起点，然后提高。

通过这些不精确的模型，你可以想象在一个理想的世界中，什么可能构成更准确地治疗疾病且副作用更少的最佳“关键”。就食欲素而言，你想找一种既能控制食欲又不会引起失眠的药物。化学家认为，分子的特定结构(称为‘构象’，即分子中的原子围绕化学键旋转形成略有不同的结构)可以做到这一点:与受体结合，但不干扰其他功能。

这是一个反复试验的过程(从早期的迭代到最终的药物实验)，寻找最合适的分子。C4XD表示，他们的VR技术，加上他们拥有的关于每个分子及其结构的更详细的信息，可以在药物发现过程的相应阶段，即药物在人类身上进行测试之前的实验阶段，缩小他们的误差范围。

4Sight的首席开发者菲利普·穆万加(Philip Muwanga)曾在Ninjar Studios和Pixelbomb Games担任游戏设计师，但希望帮助他人。为了给C4XD科学家创造有用的东西，他不得不参加速成班，学习药物发现的复杂科学。

在为期望的完美分子建立模型后，科学家可以“进入蛋白质口袋”，即与药物分子结合的分子受体。在VR中，受体被描绘成球体的复杂排列，而药物分子的结构则更加纤细。化学家可以放大受体，甚至站在受体中，将分子映射到受体的结构上进行对比，从而找到合适的分子。

4Sight开发团队正在努力实现“分子发声”，在分子建模过程中加入音效(如气泡声和咔哒声)，让药物发现更像一个游戏。Muwanga表示，尽管微软Hololens目前还不够先进，但药物发现过程在增强现实(AR)中会更理想，这样科学家就可以合作设计新药。

翻译:阿波罗

校对:李莉

编辑:英仔

来源:连线

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