本報記者葉松亭
永生,從古至今人類始終在追尋卻遲遲沒有進展的一個夢。
這個夢,是古代東方道士們煉丹爐內終年不熄的火,是西方流傳至今的傳說中那些優雅而嗜血的身影。遺憾的是,道士們始終沒能煉出仙丹,而吸血鬼更是常年只活躍在屏幕和文學作品中。
不過,藉助科技的力量,這個夢眼下又有了新的內容——據報導,俄羅斯32歲的億萬富翁德米特裡·伊茨科夫及其團隊目前正在開展一項名為「阿凡達」的科研項目,希望打造真實版「永生人」。不久前,項目公布了一批細節,聲稱將在2045年左右實現將人類大腦中的信息上傳至全息軀體,從而以一種近似「拋棄肉身、保留記憶」的形式獲得永生。
「永生」要分四步走
用一句話概括「阿凡達項目」,或許可以將它定義為「將人類意識與技術相結合的進化」。根據伊茨科夫團隊公布的時間表,完成這項進化需要邁過4道「坎」,耗時超過30年。
從2015年至2020年是項目第一步。類似電影《阿凡達》中的場景,項目團隊將設計出可以用意識直接遙控的機器人,用戶屆時將通過「腦機接口」與機器人對接。從使用鍵盤、按鍵等輸入設備間接控制機器人,到人腦直接用意識給機器人下命令,這一變化在未來或將允許用戶同時遠程控制多個不同形態的機器人,在各類危險或極端條件下工作,比如礦場、戰場。
如果說項目第一步是打通了大腦與外界直接聯繫的通道,那麼下一步就是為大腦打造一個「新家」:從2020年到2025年,研究如何將人腦移植到機器人身上。在這一階段,科學家們需要在機器人身上創造出一個適合大腦生存的環境,包括向大腦提供足夠的營養和氧氣等,確保人腦與軀幹分離後可以自主存活並繼續工作。如果能做到這一步,人類社會中將可能出現一批「生物-電子混合設備」,即便身體出現嚴重的疾病、殘缺,只要大腦完整,病人都可以以半機器人的形式繼續生存。
等到第三步(2025年至2035年),改造重點將從機器軀幹轉向大腦,這一階段最重要的任務是創造出「人造大腦」。「人造大腦」研究小組將由20多名神經學家組成,學者在這一階段中將破解人腦之謎,設計出和真人大腦功能相似的「人造大腦」,用戶在生前不斷上傳、儲存所有記憶進入人造大腦,就像我們今天用U盤備份文件一樣。等用戶腦死亡後,擁有人造大腦的機器人可以繼續存活下去,從而實現「數位化永生」。到時候,腦死亡已不再是人生的終點,普通人通過這種「轉存」可以多次恢復、修改記憶。
從2035年至2045年將會是這一場進化的最後一步:為承載用戶全部記憶、人格的人造大腦,搭配一個全息影像版「虛擬人」。根據伊茨科夫的描繪,「虛擬人」不僅是高科技投影圖像,它擁有各種超人能力,如穿牆而過、光速移動等,還可以承受各種外部極端條件,包括高溫、高壓、輻射、缺氧,這樣一具沒有肉體甚至沒有機械軀幹的全息影像,理論上將是永恆存在的。
第一階段已有部分成果
儘管有清晰的時間表,但到目前為止「阿凡達項目」還處於起步階段,項目團隊根據伊茨科夫的模樣製造了一個機器人原型,具有基本人臉識別功能、會移動手臂,但還不會眨眼睛。
但這並不意味著人類距離第一階段目標還很遙遠,伊茨科夫就相信,有數十名科學家的不懈研究,他在未來幾年中就可以通過自己的大腦遙控自己的機器人「化身」,使它像真人一樣自由行動。事實上,由於在工業、軍事等領域內存在巨大的價值,各國啟動於上世紀90年代初的「意識遙控機器人」研究,目前已經取得了一定的成果。
譬如,日本本田公司2009年就設計出一種新技術,識別裝置能觀測用戶在想像如舉手、慢跑等簡單動作時大腦頭皮的電流變化和血液流動,從而「讀懂」用戶下達的指令,並通過無線傳輸技術將指令發送給遠方執行的機器人。
浙江大學的研究人員去年則在網上發布了一段視頻,演示了用意念控制四旋翼玩具飛機的過程:使用者想著「向左」,直升機順時針旋轉;想著「向右」,直升機向前飛行;想著「推」,直升機向上升高,緊咬牙齒能使直升機下降……
美國國防部高級研究計劃局也在近期披露了一個類似的項目,目的是要打造一種用人腦遠程控制的「類人機器人」軍團,代替戰士走上前線,目前已在遠程視覺呈現、遠程操控等方面取得階段性進展。
美軍想要打造的「類人機器人」屬於「半智能」型機器人,在控制模式上,主要是利用腦電波儀、近紅外線光譜儀等「讀腦」裝置,捕捉人類在思考時腦部及血流產生的微弱變化,並加以儲存、解析和識別,構建一個完善的人機互動界面或平臺,進而實現人對機器人的控制。
資料顯示,這種「類人機器人」戰士外形將與人類接近,可以在複雜多變的戰場環境中自由行走,能靈活跨越多種障礙。由於受操作人員思維的直接指揮,減少了使用人手操作裝置的中間環節,其反應將更加靈活、快速,與人類士兵的協調配合也更順暢。
記憶是連接過去和未來的「紐帶」
縱觀伊茨科夫團隊「阿凡達項目」中的四個步驟,其中從「有限生命」邁向「數位化永生」最關鍵的一步,無疑是將記憶「轉存」至人造大腦。不過,在復旦大學心理學系副教授周楚看來,根據目前學界對人類記憶的研究與認識,由於記憶轉存後缺乏新的建構過程,因此即便日後能成功研究出這種技術,其主要應用價值可能將集中在醫學、軍事等領域,能否最終實現如「阿凡達項目」團隊宣稱的神奇效果則難以預言。
據悉,作為多個學科交叉研究的重點及前沿領域,能夠在分子水平上定位一些記憶生理基礎的認知神經科學,近年來發展非常迅速。
「如果這方面可以有一個長足的進步,能夠清楚地知道基本的認知過程依賴的生理基礎是什麼,或者說再具體一些,弄清楚當產生一段記憶的時候,神經元和神經突觸間的聯繫究竟是怎麼建立的、神經衝動是怎麼傳遞的等。」周楚告訴記者,「如果能把這些都研究清楚,通過製造出類似神經元或神經突觸的載體,並模擬大腦信號傳播的模式,也許一定程度上能夠實現記憶的複製。」
但這樣的研究更多關注的是記憶的生理機制,忽略了它的「適應性功能」。事實上,人腦不是照相機裡的SD卡,記憶是一個適應性的建構過程,在記憶信息的編碼、儲存、提取等過程中,存在很多的主動建構,也會產生一些錯誤,譬如填充、遺忘等。但這些對「原始記憶」的「扭曲」,通常具有適應性意義,比如人們會對過去一段創傷性的記憶進行修飾、調整甚至是壓抑,以此來減輕回憶時的痛苦。
對記憶本質的理解,除了適應性建構,學界中還有一種觀點,認為記憶是「心理時間之旅」,不僅指向過去,同時還指向未來,在人的整個認知過程中,記憶是連接過去和未來的「紐帶」。目前,通過實驗室功能性核磁共振成像研究已經從生理機制上證明了這一點:要求被試想像未來一個場景和要求他回憶過去一段記憶時,兩者激活的腦區高度相似。
「回到『阿凡達項目』,即便有一天技術層面可以做到記憶的複製、轉存,但這樣一個虛擬人並不算真正的人。一個真正的人,不僅擁有對過去事件的精確記憶,還能在這些記憶的基礎上建構他的過去與未來,並最終成為獨一無二的自己。」周楚說。
連結永生的各種嘗試人體冷凍
日前,牛津大學3位哲學教授選擇了死後冷凍,一人預定了全身冷凍,另兩人則只冷藏頭部。等他們將來臨終時,冷凍保存團隊會在旁待命,一旦宣告不治,工作人員就著手冷卻遺體,利用機器保持他們體內血液流動、注入防腐和防凍劑保護體內組織。如果只凍存頭顱,工作人員會將他們的頭切下,保存在零下196度的液態氮中。
享受冷凍服務可不便宜——據報導,俄羅斯的KrioRus公司冷藏大腦收費1萬美元、冷藏全身收2.8萬美元,美國人體冷凍學會的全身冷凍收費15.5萬美元,阿爾科生命延續基金的全身冷藏項目收費20萬美元。KrioRus公司研究部門負責人阿爾特尤克霍夫此前向媒體介紹,客戶的軀體(或大腦)將會被一直冷凍,直到未來某天科技發展到能夠完成解凍,並能在解凍後徹底修復客戶身上的各種問題。而在那之後,還將有一道特殊的程序:幫助「冬眠」多年的客戶重新適應社會。
冷凍實驗目前在某些動物身上已經取得了一些進展,加州大學伯克利分校低溫生物學研究員保羅·西格爾曾將活著的倉鼠冷凍2小時後復活,此後又成功在一隻小獵犬身上進行了類似的試驗,但這種方法卻不一定適用於人類,按照目前低溫生物醫學的水平,大部分人體細胞以及部分組織雖然能低溫保存,但心臟之類的器官無法低溫保存,因為器官中有不同種類的細胞,冷凍很難成功。
克隆技術
科學研究發現,各種生物的細胞壽命都是有限的,人體內每種細胞都在自行分裂40至60次後死亡,按比率推算,人類壽命一般不會超過120歲。但有人提出這樣的「永生設想」:先用克隆技術複製人類肉體,再用記憶移植技術將原有的記憶轉移到克隆體大腦中,不斷重複這樣的過程。
前不久美國俄勒岡一所大學的科研人員就在克隆技術上有所突破:向卵細胞內植入他人皮膚細胞的細胞核,首次製作了能夠分化成各種組織的胚胎幹細胞。
據悉,研究人員收集了122個卵細胞,去除其中的細胞核後,在其中植入他人皮膚細胞的細胞核,並用電流刺激其發育。五六天之後,其中有21個細胞發育成「囊胚」。經過進一步培育,研究人員最終獲得6個胚胎幹細胞,當這些胚胎幹細胞分化成心肌之後,研究人員探測到了脈動。
此項成果屬於治療性克隆技術的範疇,就是利用克隆技術獲取人類早期胚胎,但目的是提取全能型胚胎幹細胞,然後在合適的條件下使其發育成為所需的細胞甚至器官,用於治療人類疾病。例如,可通過移植腦組織治療帕金森氏症,用胰腺組織治療糖尿病。不過,由於牽涉倫理道德等問題,也有人擔心這項科研成果讓人類距離「複製人世界」更近了,如果將培育獲得的囊胚植入女性子宮,如果此囊胚能繼續正常發育成完整胎兒,複製人就誕生了。
此外,日本科研人員最近也利用動物實驗在克隆技術方面有所突破。日本理化研究所生物資源中心研究人員從實驗鼠尾巴處提取大約15至45微升的一滴血液,分離出其中的白血球細胞作為供核源,利用克隆技術成功再造另一隻「一模一樣」老鼠,這是科學史上首次用血液細胞核體克隆實驗鼠。
這項技術的核心,在於科研人員能夠從隨機獲得的實驗鼠血液中提取白細胞內非淋巴細胞作為克隆供核源,在這以前,獲得克隆供核源主要靠兩個渠道:一是從實驗動物內臟提取體細胞,而這必須進行手術,通常導致捐核動物死亡;另一個是從動物皮膚採集成纖維細胞,再培育成可供核細胞,但耗時較長,至少需要兩周時間。葉松亭
背景「解碼」大腦
拋開科幻味道十足的「阿凡達」項目,人類大腦同樣是很多其他大型科研項目重點研究的對象。
譬如,今年初,歐盟批准了一項10億歐元的「人腦項目」(HumanBrai n Project),以期在超級電腦上完成首個完整人腦模擬;美國也宣布了類似的計劃,提供1億美元資金,繪製大腦活動圖譜,包含腦部神經細胞和由神經細胞組成的複雜網絡。
為何歐盟和美國都希望能將人類大腦變得更「透明」?
表層原因之一是,如果能夠將人類大腦從當前的「黑箱」狀態變成一間「陽光房」,研究人員將有可能找出治癒大部分神經系統疾病的辦法。另一個更深層次的原因則是,完成對大腦的解碼,擁有在超級電腦上模擬身體中最複雜功能的這種能力,這項研究將推動人類越來越擅長治療身體中損壞的部分、優化運行不太理想的部分,最終能夠使用移植和其他技術改善身體的運行狀況。
有趣的是,這裡可能存在一種「合流」現象,眼下對人類身體的改善,如果是器官移植,移植的是純粹的生物體,如果是安裝心臟起搏器,那便是精密的機械製造物。今後,一方面這種「橋歸橋、路歸路」的界線依舊會保留,如病人用自己的細胞培養出可供移植的器官,而納米技術支撐著微型設備越來越成為醫療和日常生活的常規部分,但未來機器越來越分子化後,通過融合生物兼容材料、3D列印、幹細胞技術和遺傳學的突破,人類將會創造出一些看起來更像生物體的機器,有人開玩笑,未來如果不自報家門,沒人知道你是半機器人。