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冷冻人体:想当美国队长?先要解决人体结晶态问题

摘要: 也许在将来,人体冷冻会像感冒输液一样普遍。

《复仇者联盟3:无限战争》在美国一经上映就创下多项新纪录,而5月11日中国大陆也必将迎来票房高潮。作为复仇者联盟的首领,美国队长除了盾牌、超级士兵血清、领袖魅力、格斗技巧等等外,还有一个很重要的原因,资历老。他不仅仅在二战立下了汗马功劳,军功卓著,在被冰冻70年后,起来又是一条能战能斗的好汉。

听上去似乎冰冻人体是一件吃饭睡觉般简单的事,还略带一点英雄的悲壮色彩。然而现实情况是,成为队长可能并不那么容易,还有几点大雷想提醒大家:人体冷冻并不是“生生不息”,而是“死而复生”

前几年有个很著名的视频,将金鱼放入液氮6秒,随即金鱼整个身体冻得结霜,但放置温水中金鱼奇迹般复活。

而当研究者尝试把香蕉、西红柿、黄瓜和葡萄等纷纷扔进液氮,事实证明…很惨烈。

2015年,土耳其首都安卡拉一名40岁男子森梅兹心脏病发濒临死亡边缘,由于医院用尽各种方法仍无法恢复心跳,竟大胆使用危险的「冰冻疗法」,将他置于冻水中降温保命,然而2天后男子竟奇迹般的醒来。

看上去似乎人体冷冻初现曙光?非也。

当下的人体冷冻一般是对当今医学技术无法救治的病人进行超低温处理,将其冷冻几十年甚至百余年,直到未来医疗技术可以将其治愈。由于人体冷冻处理对时效性非常敏感,心脏停止后时间拖得越久,细胞损伤就越大。

工作人员要在医生宣布病人在法律意义上死亡后的 2-15 分钟内开始对病人(以示尊重,统一用“病人”)进行“急救”。主要步骤是人脑分离,将病人身体里所有的血液和体液抽干,替换为在冰柜储存的防冻剂。最终将液氮渗透在用于包裹病人的睡袋,并将病人运输到一个低温恒温器里保存。

上面的两个案例跟我们所言的人体冷冻最大的不同就是,它们是以活生物体做实验。金鱼即使放在液氮6秒,其组织并未遭到损坏,它顶多是被冻晕了,遇温暖自然而然的醒来,而土耳其的例子显然没有说明清楚其他的条件。而人体冷冻是让去世的人,死而复活,这两者并不是一个技术层面上的问题。

2017年,有机构宣布启动冷冻的第一个「冷冻人」——詹姆斯·贝德福的复活计划,目前为止还未传出任何消息。对大部分人体冷冻机构而言,能操作的只有冷冻和保管步骤,“冷冻人”复活没有先例,也尚未被提上议程。

在对冷冻人体进行保存中,最大的问题是什么?

有人形容某些人的时候会说他“头脑简单,四肢发达”,事实上,人类的共性应该是“头脑复杂,身体也复杂”。特别是在人体冷冻技术里面,体现得尤为明显。

冷冻大脑尚处于雾里看花阶段


大脑是冷冻保护部位的重中之重,由于冷冻库底部的温度最低,因此一般放在容器里的病人是头朝下脚朝上颠倒放置着,即使发生无法制冷的特殊情况,头部受保护的时间也是最长的。

2016年,来自 21 世纪医学(21 CM)的研究团队成功的在实验中利用新冷冻技术,让兔脑能以“接近完美”的状态保存。研究团队利用了一种叫做“稳定乙醛”的全新冷冻保存技术,在兔脑中的血管系统注入化学物质,此方式能让兔脑中的整体温度降到摄氏 -135 度。

在这个冷冻的过程中,科学家发现不仅大脑中的神经突触没有受损,连细胞膜、细胞内结构也都完好如初。但是这依然只是一只死兔子的狂欢,技术远远不能迁徙到人脑上。原因大家都知道,即人脑的复杂程度难以想象。

仅仅头皮和头骨之间的结构,就比我们想象得复杂太多。大脑是密度极大的组织,而头骨和脑之间唯一的空隙,就是蛛网膜的结缔组织间的孔。这里面充满了脊髓液,脊髓液的密度和水相近,所以大脑几乎是漂浮在其中的。如果想要将防冻剂输进去,必须要通过压力才能将溶剂泵进去。

头皮头骨间组织结构

头皮头骨间组织结构

那么,问题来了,高密度的大脑还能容下多余的防冻剂吗?有的人体冷冻机构声称,冷冻的人是呼吸心跳停止,大脑“几乎没有损伤”。虽然法律上被认定死亡,但“大脑活动还在进行”。 

姑且不论这种说法是否靠谱。现实却是,至今没有机构公布大脑冷冻后脑细胞的存活率。而“几乎没有损伤”的结论是在什么层面上做出的也没有标准,仅仅是针对皮层还是只是单个脑细胞,还是到亚细胞结构?能否能保证突触也没有受损?,还有很多问题未解。

人体结晶态问题至今难解


四月初SpaceX的猎鹰9号火箭发射时,把一批补给品送到了国际空间站。其中包括12个男人的冷冻精液。是的,精液、胚胎、皮肤、角膜,甚至我们身体里比较小的器官也可以冷冻后再恢复使用,但是冷冻人体却不行。

由于人类身体里大概70%都是水,水冻成冰的过程会产生结晶体,即冰晶或者结晶态。结晶态会刺破细胞与肌体组织,导致整个器官或功能的丧失破坏。

在科幻作品中常常出现活人冰冻的画面,《三体》里也靠这种办法“拯救未来”。科幻小说《三体》的编审之一、重庆女作家杜虹离世后,也选择成为了人体冷冻机构的一名“病人”。

在《三体》里,刘慈欣为了解决结晶态的问题是这样设定的,人在三星耀日(三个太阳同时出现)的时候可以突然脱水,而人类一旦把水全部都脱掉,就不会产生结晶态,不会对器官造成损害。

那么现实生活中该如何做到瞬间脱水呢?虽然已经有研究者尝试用磁性的纳米颗粒来替换身体里面所有的组织与水从而实现人体的冷冻,但是技术远远达不到成熟。

现有技术是通过注射防冻剂,由于人体不同类型的细胞特性并不相同,至今没有一种统一的防冻剂可适用于所有细胞。比如对胃黏膜细胞来说,它对酸的耐受性会更强,而其他细胞并非如此,而细胞一旦受损就是不可逆的,未来即便找到办法可以治愈某些不治之症的办法,受损细胞也不能新生。

这样看来,似乎与做X队无望了。当肉体留不住,让意识永垂不朽也不失为另一种意义上的重生。

从基因源头解开脱水的奥秘


2016年1月,日本科学家将在1983年南极洲收集到的水熊在冰冻三十年后神奇复活,这种被称作“水熊虫”或“缓步动物”的生物体积极小(最大不超过1.5mm),它们生命力极强,能够在极端恶劣的条件下存活并长时间放慢或停止自己的新陈代谢活动。

主要原因是它们具有一种非比寻常的能力:当遭遇极其恶劣的环境时,会慢慢失水变干,但当有合适的环境时,它又会苏醒。

当它们变干后,基因组会断裂。而在补充水分的时候,细胞膜某种程度上依然处于渗透状态,因此水熊体内甚至包括植物、细菌、真菌和古生菌的基因。总之,它们有将近17.5% 的基因组是由外源DNA构成,在某些情况下,外源基因甚至已经取代了水熊虫某些本身的基因。

而水熊偷取别人基因这件事,显然并不是一次性发生的,而是在进化过程中不断持续地进行,甚至可能在你阅读这篇文章的瞬间,水熊虫正在在盗取其他生物的基因。

因此,对水熊的基因研究或许可以解决瞬间脱水的问题,借助基因重组乃至基因拼接技术,重构病人的基因组等,当然这已经成了一个基因工程研究范畴的问题了。

让意识变为永恒


值得一提的是,人体冷冻有的人是冷冻全身,而上文提及的杜宏女士冰冻的则是大脑,她的头部被分离保存在-196℃的液氮下。分离大脑的人多是希望未来的科技能助其找回过去的记忆和意识。

大脑与感官会和其他身体感觉一起发挥作用,因此即便是与身体切断联系,例如四肢瘫痪的人,仍有个人意识。
图片来源:电影《机械战警》

图片来源:电影《机械战警》

那么脑洞大开的想一想,倘若在人临终前就将人的意识保存并进入一种虚拟存在的状态,电影超验骇客中,在男主角临终前,妻子借助男主角将猴子意识复制到电脑里的人工智能技术,如法炮制了男主角的意识,最终男主角超越了身体存在。电影中约翰尼·德普饰演的男主没有实体但也无处不在。
图片来源:电影《超验骇客》

图片来源:电影《超验骇客》

不能控制身体,像幽灵般的状态对任何人来说都是从未有过的体验,对某些致力于长生不老精神永存的人而言,未必不是好办法。

结语


对于人体冷冻,虽然还有很多难题未解,但是随着技术的发展,也许在将来,人体冷冻会像感冒输液一样普遍。

除了技术之外的问题,伦理上的争议也从来没停过。很多人认为,假如人体冷冻技术最终被证明可行,当被冷冻的人复活,他们将要面对一个极其陌生的环境,甚至需要作为陌生人重建生活的挑战等等。可是我们又不得不承认,我们一出生就要面对一个陌生的世界,我们一生都在不断适应一个个陌生的环境。

【钛媒体作者介绍:智能相对论,作者|雷宇】

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