-196°C休眠百年,深度揭秘「人體冷凍術」

「只送大腦。」 他說。

託馬斯・維德要將雲天明的大腦送往三體文明，劉慈欣在《三體》中這樣描述雲天明的大腦被冷凍保存的場景：在他們正中有一個工作檯，上面放著個一米左右高的不鏽鋼圓柱形絕熱容器，剛剛密封，從容器中湧出的超低溫液氦產生的白霧還沒有消散。由於低溫，那些霧緊貼著容器的外壁緩緩流下，流過工作檯的表面，像微型瀑布般淌下，在地板上方消失了……

可不可以將大腦和身體速凍保存，等待數個世紀之後高度發達的人類科技將之喚醒 「復活」？

每天穿梭在一個有 181 具屍體的、充滿超現實感液氮霧氣的昏暗空間裡，Linda Chamberlain 並不覺得這很變態，她會時不時地停下來，隔著一個 3 米多高的、像《三體》描述中的不鏽鋼罐，和她死去的丈夫 Fred Chamberlain 打招呼，和她丈夫 「住」 在一起的還有另外 8 個人。

儘管這些在罐子裡的人都已被臨床醫生和法律宣布死亡，但是 Linda 稱他們為 「患者」 而非 「屍體」，「因為我知道他們有恢復生命和健康的潛力。我也有可能再次和他們在一起。」

Linda 和丈夫共同創辦了全球為數不多的冷凍人體機構之 —— 阿爾克生命延續基金（Alcor Life Extension Foundation，以下簡稱 「阿爾克」），除了這家在 1972 年就成立的美國公司以外，美國的 Cryonics Institute（以下簡稱 「CI」）、俄羅斯的 KrioRus 以及中國的山東銀豐生命科學研究院都在做同樣的事情。

圖 | 山東銀豐生命科學研究院在保存人體（來源：edtimes）

自成立以來，已經有 1317 人選擇花費近 30 萬美元報名將自己的屍體送往 「阿爾克」 的不鏽鋼罐子中，而不是送往墓地。

這 1317 人認為他們用低價獲得了重生的機會，批評人士說這和相信 「不老泉」 的神話沒什麼不同，科學家說使死去的大腦復活的研究已經有數千年了，現有技術並不能充分保護人體和大腦。

冷凍人體的步驟和價格

100 年前死亡的人們，如果是活在現在，可能會因當下的醫療幹預手段而得救。那麼現在死亡的人是否可以利用接下來 100 年醫療技術的發展而活著呢？

1962 年，「人體冷凍之父」 羅伯特・埃丁格（Robert Ettinger）出版了《永生的前景》一書，在美國和其它國家掀起了人體冷凍運動，當時，出現的冷凍機構包括紐約冷凍技術協會、加州人體冷凍協會等。

人體冷凍技術是將人體全身或者頭部低溫保存（一般 - 196℃ 以下），以期未來的技術可以解凍復活並獲得治療。人體冷凍包括兩種類型，一種是全身冷凍，一種只冷凍大腦，也就是神經冷凍。

人體冷凍的過程與冰箱式冷凍完全不同。

患者死亡的前一周，冷凍小組的人員需要在患者旁邊等待，一旦心臟驟停，醫生宣布死亡後，就會立即開始冷凍預處理。

冷凍小組會立即冰卻患者，特別是頭部，同時，也會人為保持血液和氧氣的循環，防止腦死亡，隨後會注射抗凝劑，防止血液凝固。

一般情況下，患者會選擇臨終關懷醫院或者是離冷凍機構較近的醫院，因為後續步驟需要在冷凍機構中完成。

圖 | 當人體冷凍的候選者到達 Alcor 公司時，他們的身體會被插管保存在冰上，與此同時，一個機械搏擊器會讓血液在他們的身體內流動，所有這些都是為了儘量減少細胞損傷（來源：CNET）

當患者被宣布死亡並進行初步的冷卻後，會被快速運輸到冷凍機構，進行第二步：灌注。冷凍小組會用低溫保護劑代替人體中的血液和水分，防止在冷凍的過程中形成冰晶破壞血管等組織。

美國另一家冷凍機構 CI 使用的防凍劑是一種玻璃化溶液混合物，他們稱為 CI-VM-1，濃度為 70%，該溶液被放在冰箱至冰點以下。同時人體鼻咽處會放入熱電偶用來監測腦核心溫度。

灌注方式主要是通過頸動脈，會在人體的鎖骨上留一個小切口並插入插管，這樣防凍劑就會進入心臟和大腦從而實現全身灌注。

圖 | 用於灌注的手術器械（來源：CI）

在灌注完成後，人體中的水分和血液都會被保護劑代替，隨後轉變為固態玻璃狀物質，這一過程稱為 「玻璃化」，可以讓人體無冰保存，防止冷凍過程中冰晶的形成造成對組織等的損害。

隨後，人體將被放在冷卻裝置中約五天半的時間，當人體溫度逐步降低到 - 196℃ 之後將之移入低溫恆溫箱中長期保存，並每日監測液氮水平，定期增加液氮。

圖 | 詹姆斯・貝德福德（James Bedford）因胃癌在 73 歲時進行了冷凍（來源：Facebook）

1967 年，加州人體冷凍協會進行了全球第一例人體冷凍，來自加利福尼亞的一位心理學教授詹姆斯・貝德福德（James Bedford）因胃癌在 73 歲時進行了冷凍。

與現在的技術相比，貝德福德當時使用的冷凍保護劑很原始，凍存小組的人員向其注射了二甲基亞碸，用乾冰冷卻到 - 79℃ 後，最終被安置在液氮中永久保存。

在 1980 年以前，全球大約進行了 20 次冷凍，但是幾乎所有患者最終都被解凍，貝德福德則是 「幸運兒」，雖然因為各種原因他被輾轉各處，但幸運的是目前他還被存儲在 「阿爾克」。

在阿爾克的官方標價中，全身冷凍需要 20 萬美元，神經冷凍需要 8 萬美元。

圖 | 紀錄片《凍結的希望》中 2 歲的 Einz 的頭部被冷凍存儲在阿爾克（來源：紀錄片《凍結的希望》）

2015 年，《三體》的編審杜虹女士因胰腺癌去世，享年 61 歲，在自己和家人的意願下，杜虹的頭部被冷凍存儲在阿爾克，花費 75 萬元，這是中國首個進行冷凍的人。

不同於 「阿爾克」 可以選擇凍身體或者凍腦子，CI 僅提供冷凍身體，價格為 28,000 美元，他們認為雖然頭部冷凍的玻璃化更容易完成，且頭部的長期液氮保存比全身更有效，但是保存整個身體更為重要。

目前，CI 完成了 196 例人體冷凍，註冊的會員有 1725 位，CI 不僅會凍存人體，也凍存寵物、DNA、組織等。

除了 CI 之外，KrioRus 也會提供冷凍寵物的服務，它成立於 2003 年，目前，已經凍存了 76 位人類患者和 44 只動物，有超過 500 人籤署了自己或者親屬去世後冷凍保存合同。它的費用至少為 28000 美元，具體取決於冷凍的類型以及冷凍前的服務和冷凍後的服務。

中國山東銀豐生命科學研究院成立於 2015 年，首位在這裡進行冷凍的是患有肺癌的展文蓮，45 歲。目前為止，山東銀豐生命科學研究院已經進行了 10 例人體冷凍，年齡最大的 72 歲，最小的 13 歲。

全球有超過 460 人處於低溫休眠，大部分是因病去世後進行了冷凍，年齡最大的 92 歲，最小的僅 2 歲，有超過 3000 人籤署了死後冷凍的協議。

冷凍對人體的損害是否可修復？

現階段，科學家已經對玻璃化保存的腎臟進行了移植。

21st Century Medicine 是美國的一家冷凍生物學研究公司，他們主要研究冷凍保護劑和相應的冷凍方案，在 2005 年的冷凍生物學年會上，該公司宣布將兔子玻璃化的腎臟解凍並成功移植，48 天后，將兔子安樂死。2016 年，他們再次成功進行了相同的試驗並進行了組織切片，發現兔腦的神經元連接完好，這些神經元對於性格和記憶至關重要。

圖  | 直接凍存的腎和玻璃化的腎（來源：阿爾克官網）

目前來看，玻璃化可以防止冷凍過程中冰晶的形成，但是有一個問題是不容忽視的，玻璃化轉變溫度一般為 - 90℃ 和 - 130℃ ，遠高於真正需要的儲存溫度，冷凍過程中，人體溫度趨近於液氮溫度時，固態的物質會進行收縮，但是這種玻璃狀物質無法收縮，這種相互的力會造成組織破裂。

在 1984 年，阿爾克就對 3 位冷凍的患者進行了檢查，並且發現了組織破裂，很多器官發生了類似骨折的壓裂，阿爾克隨後將這些患者轉為了神經凍存，同時，他們也對患者進行了組織學切片，並發現患者的細胞性能極佳。

圖 | 阿爾克對冷凍患者的組織切片（來源：阿爾克官網）

在 2001 年的冷凍生物學年會上，尋求玻璃化血管存儲的冷凍學家就對於這一問題作了報告，他們發現如果玻璃化之後，先將溫度降低，再升溫到玻璃化轉變溫度之上，然後再降溫，就可以保護血管不破裂，這一過程類似於 PCR 過程中的 「退火」 程序。

迄今為止，在液氮中存儲是長期冷凍的 「金標準」，如果開發其它的儲存方式，比如有些冷凍學家提出嘗試開發較高溫度的儲存，這樣就可以與玻璃化轉變溫度相契合，但在成本方面，還是長期儲存上，都還是未知的難題。

CI 也承認當前的冷凍技術對於人體有損害，但是這種損害是有限的，能夠在未來被諸如納米技術、3D 列印等技術修復。

在紀錄片《凍結的希望》中，Einz 的哥哥在妹妹冷凍一年後，曾去拜訪了美國一位人體冷凍所的專家羅伯特・麥金泰爾（Robert McIntyre），他表示，Einz 能夠重生的機率只有 0.1%，因為在冷凍過程中嚴重的脫水，大腦會被損壞。Einz 的父母都是醫療工程博士，他們深知這意味著什麼。

現在，羅伯特成立了一家公司來冷凍人類的大腦，同時研究記憶的存儲，他認為長期記憶存在於神經元結構的排列中，當用戊二醛固定大腦後，這些信息也應該會被保存。

達爾豪斯大學的神經學家理察・布朗（Richard Brown ）則認為，「當你死後，腦細胞會死亡，所以死亡後無記憶，不可能在神經元中找到記憶。」

但是也有不同的意見。霍華德・休斯醫學研究所的資深科學家肯・海沃思（Ken Hayworth）則認為，「雖然大腦復興的機率微乎其微，但並未為零，只需要保留神經元突觸的連接模式和突觸的超微結構」，麻省理工學院的神經學家艾倫・賈薩諾夫（Alan Jasanoff）與海沃思的意見相同，他認為羅伯特的技術能夠將記憶保存下來，但是如何解密有待商榷。

圖 | 神經元（來源：blogspot.com）

從貝德福德被冷凍到現在，還沒有人被復活過，阿爾克、CI 以及 KrioRus 在官網上明確表示，以目前的技術，除了冷凍胚胎之外，沒有人能夠從遠低於冰點的溫度下復活。儘管阿爾克曾經復活過 - 196℃ 下保存的線蟲和蠕蟲，顯然，對於大型的動物的復活，還需要很多的努力。

對於遙遠的未來，如何復甦冷凍的人，KrioRus 在官網上明確表示：無法確定，他們猜測在 30 年後，可能會在人體冷凍上有重大的突破性進展。Linda 希望在 50 到 100 年內，能夠擁有讓患者恢復健康和功能的醫療技術，阿爾克也希望未來的技術，例如分子納米技術可以逆轉冷凍過程中的損害。

著名科學家、實驗室負責人阿列克謝・科瓦列夫（Alexei Kovalev）有一篇文章的結語是：「也許冷凍醫學很快就會進入普通的生物醫學武器庫，我們將逐漸不得不改變關於生死的自然科學觀念。」

參考資料：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2781097/https://futurism.com/neoscope/freezing-donated-organs-arigoshttps://www.alcor.org/library/postmortem-examination-of-three-cryonic-suspension-patients/https://www.statnews.com/2019/01/30/nectome-brain-preservation-redemption/https://nectome.com/the-case-for-glutaraldehyde-structural-encoding-and-preservation-of-long-term-memories/更多業內新知和專業觀點，下載70%的生命科學人都在用的生輝App即刻體驗！