科学家们一直认为，在海洋深处发现的生物和化合物可能帮助他们解决许多医学谜题。最大的挑战在于可及性。感兴趣的生物发光生物生活在水下数百米处，无法在表面压力下生存。然而，对研究生物发光模式与人类大脑活动之间可能联系的神经科学家来说，他们没有所需的设备来在其自然环境中观察深海鱼类。
一种新型的钢铁侠式铸铝合金潜水服可能很快改变这种情况。
“外骨骼”——一种两米高、240公斤重的“常压潜水系统”——使潜水员能够探索水下305米深处，而不会屈服于寒冷和强烈的压力，这种压力是水面压力的30倍。除了提供保护外，“外骨骼”还配备了1.6马力的脚控推进器以及手臂和腿部的18个旋转关节，从而提供了即使是最灵活的潜水器也无法实现的运动自由度。
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至少这些是这种新型海洋探索设备的承诺益处。价值130万美元的“外骨骼”的真正价值将在7月份得到检验，届时斯蒂芬·J·巴洛蓝水远征队的研究人员将把这套潜水服投入到距离新英格兰海岸约160公里的海域中。在那里，“外骨骼”飞行员迈克尔·隆巴迪将调查一个名为“峡谷”的区域，这是一个水下地理区域，包括从大陆架到三公里多深处的陡峭下降。“远征”的目标是记录来自各种中层生物的发光闪烁模式，并识别具有潜在医学应用的新型生物发光分子。
隆巴迪将以每分钟约30米的速度下降，直到10分钟后到达目标深度。这次潜水将在夜间进行，届时生活在深海中的鱼类会进行每日垂直迁徙，到达约300米深的中层带。一艘名为DeepReef-ROV的机器人潜艇将陪伴隆巴迪，提供灯光、摄像机和其他设备。
“‘外骨骼’允许人类以一种特殊的方式融入环境，”远征项目协调员、纽约市美国自然历史博物馆(AMNH)潜水安全官隆巴迪在2月27日博物馆“外骨骼”展览的发布会上说。隆巴迪和其他几位远征科学家在活动中发表了讲话，该活动拉开了这套潜水服在博物馆为期一周的展览的序幕。[《大众科学》主编玛丽埃特·迪克里斯蒂娜在该活动中主持了Google Hangout On-Air。]
为深渊而装备
生命维持系统是潜水服自带的，它使用氧气再呼吸系统。“你正在回收舱内气体供应，”隆巴迪说。“二氧化碳被化学去除，氧气得到补充，以匹配您在工作或休息时的代谢率。”这套潜水服可以提供50小时的生命维持，尽管隆巴迪的测试潜水计划持续时间不超过几个小时。
使用湿式潜水服潜入相同的深度将需要非常复杂的气体混合物，包括氧气、氮气和氦气。“我在这方面有很多经验，而且在您在水下停留的时间方面，您很快就会碰壁，”隆巴迪说。“在‘外骨骼’中，您呼吸的是与这里相同的空气，大约21%的氧气。”
这套潜水服将配备一根直径2.5厘米的系绳，其中包含铜和光纤元件，为隆巴迪提供电力和通信。他将使用光纤来传输有关其生命维持系统的信息，以及他在特殊有机玻璃盒中收集的样本的高分辨率视频。
潜水服的每只手套都将配备隆巴迪在潜水期间可以使用的工具。这包括一个吸管，可以将生物引诱到盒中——每个盒子长约25厘米，宽15厘米，厚7.6厘米。隆巴迪将立即将每个盒子放在DeepReef-ROV的摄像机前，摄像机将把图像发送给在水面监测他工作的研究人员。
远征队的科学家将检查图像，并决定是否将一个盒子装载到机器人潜艇上，还是释放样本。J.F. White Contracting Co.副总裁吉姆·克拉克说，盒子可以是加压的，尽管尚不清楚它们是否会为这次特殊的远征加压。该公司拥有“外骨骼”并正在建造这些盒子。如果没有适当的加压，样本可能无法在到达水面的过程中存活。
深海科学
尽管被先进技术所包围，但隆巴迪的人为因素是任务成功的关键。由他来识别和捕获可能引起同事兴趣的样本。“人类的眼睛仍然比我们拥有的任何摄像机都更敏感，”蓝水远征队首席科学家文森特·皮耶里博内在“外骨骼”展览开幕式上说。
皮耶里博内对隆巴迪的发现特别感兴趣。借助来自维多利亚多管发光水母的绿色荧光蛋白，科学家们已经能够观察到以前他们无法看到的生物过程，例如大脑中神经细胞的发育。对这种蛋白质的研究非常重要，它为下村脩、马丁·查尔菲和钱永健赢得了2008年诺贝尔化学奖。耶鲁大学医学院教授和AMNH研究员皮耶里博内说，这些和其他类似的蛋白质只存在于自然界中，而且它们存在于深海中。
远征队的科学家还想研究中层生物的生物发光闪烁模式。AMNH鱼类学系主管馆长约翰·斯帕克斯在2月27日的活动中说，这些鱼类中有很多全身都有精心布置的发光器。科学家们知道这些鱼通过化学反应产生光，“但我们真的不知道它们是如何发出信号的，”他补充说。“根据这些发光器的排列方式，我们可以推断它们彼此之间正在交流。”由于没有活的生物发光鱼类可供研究，科学家们不得不根据生物的解剖结构进行推断。
研究人员还对更多地了解生物荧光感兴趣，斯帕克斯说，生物荧光仍然知之甚少。生物发光涉及鱼体内的化学物质相互作用，而生物荧光是由外部光产生的，而海洋深处几乎没有外部光。对于生物荧光，生物体会吸收光，转化光，然后以不同的颜色射出。
如果七月份的远征取得成功，研究人员希望派遣“外骨骼”去研究深海珊瑚礁以及生活在珊瑚礁内外的生物。这种技术可以为研究广阔的海洋区域打开大门，这些区域对于水肺潜水员来说遥不可及，但又太浅而不足以进行昂贵的深海潜艇远征。