事关“永生”:冷冻复活技术,又有新进展



说一个很有科幻色彩的真事儿。大概一个月前,《公共科学图书馆遗传学期刊》PLoS Genetics上发表了一篇文章,题目巨长,叫《来自西伯利亚永冻土中的一种新型线虫与秀丽隐杆线虫的Dauer幼虫具有相似的隐生适应机制》。

估计这个标题多数人听了都蒙。简单说,就是科学家在北极的冻土里,发现了一种线虫,并且给它起了个名字,叫P型线虫。经过碳-14测定,研究人员发现这个P型线虫已经在土里待了46000年。当然,直到这一步,这个新闻依然跟咱们没有任何关系。但接下来的事,就跟你有关了。那就是,科学家居然把这个虫子,复活了。

没错,冻在土里4万多年的线虫,居然复活了。大概在解冻10天后,研究人员发现,这个线虫开始了无性繁殖。怎么样?听着像不像科幻电影里的冷冻永生?以后要是再跟人聊起地球上年龄最大的生物是什么,你就可以说,是P型线虫,46000多岁。

其实,关于冷冻技术,隔三差五,就会被拿出来说一说。因为它关系到另一个话题,永生。目前经常被讨论的永生方式,主要有两种。

第一种是思想永生。比如意识上传,把思想都上传到云端储存起来,等到生老病死的那天,直接换个身体就好了。著名的未来学家雷·库兹韦尔就在他的《奇点临近》里估算过,大概到2045年,我们将迎来新一轮技术爆炸。到时候没准就能实现这个思想永生。

第二种是肉体永生。比如人体冷冻。在这里要特别强调一句,所谓的冷冻永生技术确实有人在研究,但它在科学界,非常有争议。现在世界上提供冷冻服务的几个公司,收费从几万到几十万美元不等。有的是只冷冻大脑,有的是冷冻全身,为的就是未来有一天科技发达了,能把人复活。但也有很多人认为,这些被冻住的人其实早就死了。毕竟,冷冻之后再解冻复活这个事,科学家至今也没做成过完整的实验。

那么,为什么虫子能冷冻之后再复活,人就不行呢?今天,咱们就来说说,冷冻永生这个事,到底难在哪?前段时间,酷玩实验室有篇文章,做了相对详细的介绍。

首先,我们得知道,冷冻永生这个脑洞到底是从哪来的?这其实来自自然界的一个现象,叫隐生。也就是,当生存环境变得恶劣时,比如缺水、高温、冰冻,有的生物会暂停代谢,进入假死状态。最有名的隐生专家,是水熊虫。现在网上一提到永生,就有人拿水熊虫说事儿。但事实上,隐生不等于永生。水熊虫的寿命,也就两三年。而隐生只是让它把活着的时间分开使用,可能先活一年,然后死两年,最后再活一年。它并不会增加寿命的总量。

你可能会说,这也行啊。万一冷冻个几万年之后,人类的技术已经能让人死而复生。或者哪怕我就是好奇,想看看几万年之后的世界什么样。总之,我就想先冻起来再说。不好意思,这件事目前还很难实现。

为什么?我们先看一个科幻小说里的设定。在《三体》里有个很著名的桥段。说的是三体星人,因为天上动不动就出现几个太阳,来次生物大灭绝。因此,三体星人就进化出了一种能力,叫脱水。一旦遇到大灭绝,他们就把身体里的水分排出。然后整个人就像一张纸一样,干干巴巴的,可以卷起来。等环境好转之后,再往水里一泡,人就活过来了。

你可能觉得这个设定就是纯开脑洞。但事实上,它有一个非常真实的基础。这就是,隐生的关键,其实不是低温,而是脱水。

因为生物组织在被冷冻的过程中,会发生三件事。第一,细胞内部会结冰。第二,内部结冰的同时,水会从细胞内渗出,细胞外也会结冰。到这一步,这个生物基本就活不成了。因为冰晶可是很硬的,它们就像无数把刀子一样,把细胞撕个稀巴烂。但到这步还没完。后面还有最糟糕的第三件事。因为脱水,细胞内的各种盐分浓度激增,浓到一定程度,就会产生毒性。

总之,在正常情况下冷冻,生物无论如何都活不成。不是被扎死了,就是被毒死了。

听到这,你可能会说,不对啊,为什么有的生物脱水之后就能活下来呢?这是因为,这些生物有一种抑制冰晶生长的能力。冷冻只会让它们脱水,而且体内剩下的水还不结冰。说白了,冷冻,只是让它们变干了,而不是让它们变成冰了。

换句话说,这个问题就可以聚焦成,怎么让细胞里的水分,在低温下不结冰?你别说,这个问题,还真被解决了。早在20世纪80年代,科学家就研究出了一种叫玻璃化冷冻的技术。大概过程是,给细胞快速降温,让它在几分钟里,就降到零下200℃左右。因为冷冻速度太快,水分就来不及形成结晶。而是变成了一种坚硬圆润的状态。因为没有棱角,也就无法伤害细胞。这个相变过程,就类似于糖水凝成糖浆,而不是结成冰糖。

后来,相关的冷冻技术又不断改进。现在,科学家已经取得了很多进展。比如,冷冻胚胎。也就是,胚胎经过冷冻、复苏后,移植到子宫里,最终完成分娩。目前,世界上已经有50万名冷冻宝宝诞生。而且根据后续的随访,他们跟自然妊娠分娩的孩子,几乎没有任何差异。

听到这,你可能会说,这技术不是挺成熟的吗?为什么不应用到人体上?最主要的原因是,人体,太大了。

因为人体太大,这就导致,你就算能冷冻,也没法解冻。因为你没法确保人体的所有细胞,都同步解冻。万一等脑子解冻完了,五脏六腑还没解冻,这不就等于杀了这个人吗?

因此现在,科学家的研究重点在于,怎么让一个更大的生物组织,均匀地升温解冻。最近,这个技术也有了新进展。2023年6月,《自然通讯》上发表了一项研究。美国明尼苏达大学的研究人员,通过一种叫纳米加热的技术,把一颗冷冻的老鼠肾脏成功解冻,而且移植到老鼠身上后,这颗肾脏的机能并没有出现异常。

换句话说,我们在单个细胞,哪怕是小一点的组织上,都已经有相对成熟的冷冻解冻技术。所谓人体冷冻,它不是卡在最小化的技术路径没跑通,而是卡在规模上。规模一旦变大,复杂性就会无限提升。就像我们经常说的,大了,就是不一样。

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