從地球上擁有第一個智慧人類開始,人類與疾病的抗爭就不曾中斷過。儘管科學技術和醫學技術的發展日新月異,但仍然有多種人類無法治癒的絕症困擾著我們。很多人相信根除這些疾病只是時間問題,只要凍結了這部分等待的時間,今天的絕症就會變成迎刃而解的小問題。
人體冷凍技術應運而生
今天我們聊聊其背後的科學依據究竟是什麼,更重要的是這項技術能否真正實現凍結生命跨越時間。
1965年6月,美國生命延長社團的會長羅伯特尼爾森聲稱已經具備了短期緊急冷凍和儲存大型恆溫動物,包括人類的基本設施,並將免費為第一個渴望且需要低溫保存的人提供冷藏服務。加利福尼亞大學的心理學教授詹姆斯貝德福德利用了這個機會並成為了LES候選人。
1967年貝特福德因癌症死亡並進入了冷凍的流程,他也是第一個法律上認定死亡後身體被儲存冷凍的人。與現代人體冷凍組織使用的技術相比,貝德福德當時使用的冷凍保護劑是很原始的,當時他被注射的是二甲基亞碸,這是一種對於長期低溫有用的化合物,但是達到細胞玻璃化是不可能的,因此他的大腦是不太可能會被保護的,這樣就極大的限制了貝德福德最終復甦的可能性。
二甲基亞碸:
細胞玻璃化是人體冷凍及能夠復甦的最關鍵的必要條件,其原理是將高濃度的冷凍保護劑在超低溫的環境下凝固,形成不規則的玻璃化樣物體,保存液態是正常分子和離子的分布,因而在細胞內發生玻璃化石能夠起到保護作用,防止細胞中的水結晶成冰。
在貝德福德之後,尼爾森先後冷凍了9位客戶,他在洛杉磯查杜莫斯的一處墓地,購買了一間地下室,作為放置冷凍設備的場所。為了控制成本,這是為客戶們被擠在3個冷凍艙裡,最多的1個冷凍艙,甚至被塞進了4個人,有的人頭朝上,有的人腳朝上,重點是同一個冷凍艙的人,並不是同一批進入設備就那麼幾個,新的客戶來了,尼爾森就會把冷凍艙打開,然後把新客戶塞進去,這個過程顯然是違背人體冷凍技術的基本原理。
開關冷凍艙的行為總會引起艙內溫度的變化,溫度控制是整個冷凍過程的另一個重要的關鍵因素,微小的溫差就會導致很多不可逆的後果,這也進一步限制了貝德福德最終復甦的可能性。
尼爾森和他僱傭的操作員們也因為毀壞屍體被一起告上了法庭,最終被判罰賠償總計100萬美元給各個客戶的家庭。這就是人體冷凍學發展史上著名的&34;,但是對於貝德福德本身來講,未來該領域發展的前景才是最大的意義。
1967年1月10日在訣別的病房裡,尼爾森第一次也是最後一次和貝德福的見面,奄奄一息的貝德福德躺在病床上,向尼爾森發出了最後的請求。他說尼爾森先生我心裡明白,我覺得我沒有任何復活的希望,我這樣做是希望難以令人置信的科學研究能夠持續下去,終有一天可以造福我的兒孫。
科技前提
貝德福德的偉大遺願能否實現呢?實際上自然界中就普遍存在這個現象,比如爬行動物或者兩棲動物的冬眠,再比如蠕蟲在凍結復甦後甚至能夠恢復記憶,而人類所有記憶性格意識都是以細胞結構及化學形式主要存儲在腦部,人體冷凍技術希望透過冷凍科技防止腦部損害,進而達到暫停生命的效果。希望未來可以透過科技把冷凍者復活以及醫治。
科技可行性
冷凍技術的突破取決於兩個因素:
一個是改善冷凍的過程。
另一個是復甦時解凍的促進恢復。
前者在當今的醫學發展下時有突破,但截至目前並沒有任何人類在冷藏後復生,目前冰凍的人類都是處在剛剛離世的死亡狀態,但是人體冷凍者卻依然堅信其技術的可行性,首先人類的死亡和生存一樣,理論上只是一種狀態,如果人體或動物的結構能夠完好的保存,那麼生命既然可以被停止,也可以被重新啟動,只是科技水平尚未達到,最大膽的理論設想是活體直接被冷凍,其復甦的可能理論上會大很多,但是活體冷凍實驗無論在法律上和道德上都是不被允許的,但活體冷凍復活卻有實實在在的案例發生。
1999年瑞典實習醫生安娜巴金韋爾姆在挪威滑雪時從一個冰洞中跌入河裡,但由於冰太厚,他在冰層下掙扎了40分鐘後一動也不動了,又過了大約39分鐘,人們才把它救了上來,這時候他的心臟已經停止跳動,從醫學上說安娜已經死亡,安納被立即送進特羅某所醫院,此時他的體溫只有攝氏13.7度左右,醫生立即採取保暖措施,並向他冰冷的身體裡輸入溫血,在被送進醫院1小時後,他的心臟恢復了跳動,9小時後意識恢復,8個月後他又可以滑冰了。
同樣的1994年加拿大,當時只有兩歲的卡裡科索洛夫斯基被發現時趴在他父母的門前,已經找不到任何的生命跡象,穿著睡衣的卡裡已經在攝氏零下22度的氣溫裡度過了6個小時,當時他走到室外時,風把門吹合上了,卡裡被關在了門外,被發現的時候他的體溫下降到了14:42度,但最後醫生同樣把他搶救了過來,這也令第一位生物學家們認為冰凍復活是有可能實現的,關鍵是如何速凍大腦,只要在腦死亡之前能夠有效的用合適的技術將大腦速凍並無傷害細胞組織就會有復甦的可能。
另外推斷其技術可行性,還包括以下的案例:
曾有試驗成功,將長年冷凍下的線蟲解凍後復活,採用實驗成功冷凍一隻猴子數小時後復原,曾有實驗成功用低溫使犬豬和老鼠冷卻後數小時後復原,另有實驗成功,把冷凍了16年的老鼠基因複製出新的老鼠,並健康的成長。有科技樂觀者認為,納米技術在將來的發展成熟後,可以修復冷的過程中帶來的細胞損傷。
冷凍過程
阿爾科生命延續基金是提供這項服務最大的公司,直至2016年5月31日為止,該會已經有1075名會員,227名準會員,另有149人已經接受了人體冷凍保存技術服務,其中包含一位華人作家,2015年5月30日下午5:40,重慶市兒童文學作家杜洪離開了人世。他的另一個身份是科幻小說三體的編審,兩名在8小時前就待命在隔壁的訓練有素的美國外科醫生,第一時間向杜峰體內注射了抗凝劑、抗菌藥物、抗血栓藥物,防止血液凝固,並用特製設備按壓心臟,保證血液可以繼續循環36小時。隨後杜紅的遺體被放入裝有冰塊的木製棺材中,在一小時內轉移到手術地點,在此過程中持續供應氧氣,確保大腦正在呼吸足夠的氧氣與血液供給,以維持身體最小的功能。
接下來是灌流,灌流是讓細胞玻璃化的關鍵流程。醫生首先用稀釋過的保護液逐步替換遺體中殘留的血液,這種保護液可以是二甲基亞碸、一二醇、丙二醇或甘油,目的是預防融化過程中細胞內冰的形成和重結晶,因為細胞一旦結冰,一切都結束了,初中物理讓我們知道水在結冰以後,水分子的排列導致他們會佔用更大的空間,導致細胞會被撐破。
而以甘油為例,將甘油溶液加入到試管中的細胞後,我們會發現水已幹油的形式離開細胞,通過滲透過程進入,在冷凍過程中甘油與水會形成氫鍵,進而幹擾水分子間的互動,進而防止冰晶形成達到脫水的效果。
隨後使用儀器打開遺體頸部的總動脈和總靜脈,形成一個液體輸入的迴路,輸入保護液,隨後開始替換頭部殘留的血液,這個過程也是灌流過程中的重頭戲。替換的過程比較漫長,醫生會逐步加大保護液的濃度,從動脈輸入到頭部,過程超過4個小時,整個過程需要在冰凍低溫接近0攝氏度的情況下完成,此後需要將遺體進一步的降溫。工作人員使用零下60攝氏度的乾冰對遺體逐步降溫,最終遺體保存在一個零下40攝氏度左右的冰棺當中。至此遺體冰凍的初步流程完成。
10餘天后被帶回美國,頭部被保留在低溫液態裝置中,身體則依據遺願捐獻給阿爾科進行冷凍研究。
低溫液氮裝置中是零下196攝氏度的液態氮,為什麼是零下196攝氏度?科學家們發現在攝氏零下196度的低溫下,細胞的反應速率僅為正常體溫的9×10的-27次方,直觀一些來講,在攝氏37度的常溫下,一秒鐘發生的化學反應相等於在零下196度的低溫下的2400萬年,對於人類而言相當於你想睡多久就睡多久,只要到時候能夠安全復活的就一切OK。
在此後的漫長歲月中,工作人員將按期添加液態氮,保證頭部長期保存。按照阿爾科科學家的樂觀估計50年後的科學技術也許就能讓杜虹解凍頭部,再造身體,也就是復活。順便說一下全身冰凍的費用是22萬美元,而只保留頭部的費用是12萬美元,這只是2016年的報價。
反對的聲音
儘管有上述那麼多的實驗可以將冷凍或者動物復甦,但是那些動物們都是活體,仍然保持著生命的表徵,如呼吸心跳等等。而人類的冰凍技術是建立在死亡的狀態下,其難度要遠遠大於動物的冰凍實驗。
況且人類和動物有著很大的區別,就目前技術而言,能低溫保存的只有血液細胞和人體器官,而主流科學界還是在研究細胞和組織器官的保存,甚至還有一些反對者稱,人體冷凍技術只是製作現代木乃伊的技術利用。
學者認為,儘管冷凍技術可以讓細胞保持數百年或者數千年的冰凍狀態甚至更近,但恢復完整的人體顯然不是一件容易的事情,因為你必須保證所有的組織器官同時運作,哪怕只是恢復冰凍的大腦,那也將是一項非常複雜極度困難的工作。起碼你現在的科技水平發展來看,還沒有把握能夠將冰凍的人類復活。
人體冷凍技術目前還不被醫學界和科學界所認可,整個過程還有諸多的問題需要突破,可能需要科學家們數十年甚至數百年的研究才能實現,但是我們必須知道其研究意義不僅僅在於實現人體復活以及醫療用途,它也將成為實現未來太空旅行可能性的關鍵技術之一。我們人類如果想探索太陽系外的星星,甚至更遙遠的宇宙,將可能花費數百年甚至數千年以上的旅程,即使太空人可以在旅途中以冷凍的方式暫停生命,進而完成旅程,探索人類未知的領域。而且在某種意義上來說,冰凍技術的實現讓人類可以凍結時間,穿越時空,到達未來。
那麼問題來了,如果有幸在我們有生之年可以實現,你願意嘗試嗎?