穿越到500年後的技術，或許只在腦中的一個開關

2020-08-26 好奇心與狗

對於時間旅行來說，回到過去要突破的理論和技術還非常困難，但是穿越到未來，從理論上講就簡單多了，技術上也有那麼點可行性，只要讓人進入冬眠狀態，再次醒來的時候，就相當於來到了未來。

科幻中的冬眠

在很多科幻小說中，特別是那些星際旅行的過程中，為了不把生命浪費在無休無止的航行中，都會採取冬眠的技術。像電影《星際穿越》，他們就是採用輪流冬眠的方式度過漫長的旅途。

星際旅行需要冬眠維持生命長度

《三體》中，為了讓特殊使命的角色穿越到未來，也是採用冬眠方式。作為面壁人的羅輯，向宇宙廣播了一顆恆星的坐標，為了證明他的理論，他就進入了冬眠。直到50多年後，當人們觀察到那顆恆星被摧毀，就喚醒了他，繼續執行他的面壁計劃。

恆星爆發

如果能實現人類人工冬眠，穿越到500年後將不是一個難題。

自然界的冬眠

冬眠，對於一些冷血動物來說是必備的技能，像青蛙、蛇、烏龜等等，當冬天到來，它們無法調節體溫適應環境的低溫，同時也很難找到食物，於是它們會找個比較暖和的地方躲起來，不吃不喝，進入冬眠狀態，來減少新陳代謝，度過寒冬。

綠蛙冬眠後從洞裡爬出來

一些惡劣環境下的哺乳動物也點開了這個冬眠技能。比如北極熊，在極地的嚴寒條件下，環境更加惡劣，它們也不得不選擇冬眠來維持最低限度的生命。

北極熊

那麼同屬哺乳類的人類，能否實現冬眠技術呢？儘管還很遙遠，但是最近《自然》雜誌發表的論文讓不能冬眠的小鼠產生了冬眠狀態，似乎讓我們看到了一絲希望。

小鼠人工冬眠：Q神經元開關

在早幾年的一些動物冬眠研究中，發現那些本身不冬眠的小鼠，在食物短缺時會主動進入一個短期的蟄伏狀態，一般不超過24小時。它們降低體溫來減少能量消耗，這個狀態和冬眠類似，能夠在較低的體溫下維持基本的生命特徵，並在恢復正常狀態後，組織器官、行為方式並沒有什麼異常。

實驗小鼠

但是，小鼠是通過什麼機制進入了這種短暫狀態呢？為了搞清楚這種在惡劣環境的反應機制，日本筑波大學的課題組[1]通過對小鼠腦部區域的刺激終於找到了答案，原來在下丘腦中有一個區域像開關一樣能夠調節體溫，當激活這個區域後就能進入「冬眠狀態」，他們把這個區域形象的稱為Q神經元（Quiescence-inducing Neurons）

大腦神經元

他們通過兩種途徑激活Q神經元，來測試冬眠效果。

一種是化學遺傳學方法，用DREADDs（僅由定製藥物激活的定製受體）技術改造小鼠的Q神經元，用特定的化學藥物就能激活這個Q神經元。他們用clozapine-N-oxide(氯氮平-N-氧化物，簡稱CNO)去刺激Q神經元，30分鐘後，小鼠的體溫就開始降低，從38℃降到了25℃，新陳代謝也隨之減退，並且這個狀態維持了48小時。

另一種是光遺傳學方法，利用基因技術將感光基因植入Q神經元，通過植入的光纖用473nm的藍色雷射脈衝進行刺激。1秒的脈寬即可使小鼠產生30分鐘的冬眠狀態。而如果每隔30分鐘都對Q神經元進行2小時的雷射照射，那麼可以讓體溫下降到和環境溫度一樣低（22℃）。

由此課題組證明了通過人工刺激Q神經元，能夠使新陳代謝和生理功能受到抑制，體溫降低，心率減緩，和冬眠狀態是一樣的表現，而且，喚醒冬眠狀態不需要額外的操作，可以自發進行恢復。

冬眠技術暢享

在實驗室通過Q神經元的刺激，使不冬眠的小鼠產生了冬眠狀態，那人類是不是也存在類似的這樣一個開關呢？

試想一下，如果有一天真的能夠實現人類冬眠技術，那麼世界將有很多有意思的事情發生。

也許，現在不能治療的絕症，通過冬眠到達未來的幾十年後，就迎刃而解了。

也許，好奇的少年，可以通過冬眠去看看500年後的地球。

也許，我們可以派遣一些志願者，到未來的一千年後講述現在的歷史。

也許，我們可以真正地來一場星際旅行，到達數萬光年之外的星球去移民。

乘坐宇宙飛船去旅行

……

不過，就算實現了技術，也還要很多問題擺在面前。

抵達未來的人，擁有什麼樣的政治權利？

抵達未來的人，他的財產如何分配？

抵達未來的人，他的知識和能力是否足以讓他在未來生存？

抵達未來的人，將如何面對他的子孫後代？甚至有沒有可能和自己的後代談戀愛呢？

當然，無論存在什麼樣的問題，都不能因為存在問題而裹足不前。技術只是技術，相信當這個技術真的出現的時候，人類的智慧足以解決這些問題。

小鼠的人工冬眠，或許讓我們窺探到了未來人類冬眠的可能性，讓我們拭目以待。

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參考資料：

[1] Takahashi, T.M., Sunagawa, G.A., Soya, S. et al. A discrete neuronal circuit induces a hibernation-like state in rodents. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2163-6

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