跨越时间的冷冻又复活,首列冰冻人50年后复活的可能性有多大?
从地球上拥有第一个智慧人类开始,人类与疾病的抗争就不曾中断过。尽管科学技术和医学技术的发展日新月异,但仍然有多种人类无法治愈的绝症困扰着我们。很多人相信根除这些疾病只是时间问题,只要冻结了这部分等待的时间,今天的绝症就会变成迎刃而解的小问题。
人体冷冻技术应运而生
今天我们聊聊其背后的科学依据究竟是什么,更重要的是这项技术能否真正实现冻结生命跨越时间。
1965年6月,美国生命延长社团的会长罗伯特尼尔森声称已经具备了短期紧急冷冻和储存大型恒温动物,包括人类的基本设施,并将免费为第一个渴望且需要低温保存的人提供冷藏服务。加利福尼亚大学的心理学教授詹姆斯贝德福德利用了这个机会并成为了LES候选人。
1967年贝特福德因癌症死亡并进入了冷冻的流程,他也是第一个法律上认定死亡后身体被储存冷冻的人。与现代人体冷冻组织使用的技术相比,贝德福德当时使用的冷冻保护剂是很原始的,当时他被注射的是二甲基亚砜,这是一种对于长期低温有用的化合物,但是达到细胞玻璃化是不可能的,因此他的大脑是不太可能会被保护的,这样就极大的限制了贝德福德最终复苏的可能性。
二甲基亚砜
细胞玻璃化是人体冷冻及能够复苏的最关键的必要条件,其原理是将高浓度的冷冻保护剂在超低温的环境下凝固,形成不规则的玻璃化样物体,保存液态是正常分子和离子的分布,因而在细胞内发生玻璃化石能够起到保护作用,防止细胞中的水结晶成冰。
在贝德福德之后,尼尔森先后冷冻了9位客户,他在洛杉矶查杜莫斯的一处墓地,购买了一间地下室,作为放置冷冻设备的场所。为了控制成本,这是为客户们被挤在3个冷冻舱里,最多的1个冷冻舱,甚至被塞进了4个人,有的人头朝上,有的人脚朝上,重点是同一个冷冻舱的人,并不是同一批进入设备就那么几个,新的客户来了,尼尔森就会把冷冻舱打开,然后把新客户塞进去,这个过程显然是违背人体冷冻技术的基本原理。
开关冷冻舱的行为总会引起舱内温度的变化,温度控制是整个冷冻过程的另一个重要的关键因素,微小的温差就会导致很多不可逆的后果,这也进一步限制了贝德福德最终复苏的可能性。
尼尔森和他雇佣的操作员们也因为毁坏尸体被一起告上了法庭,最终被判罚赔偿总计100万美元给各个客户的家庭。这就是人体冷冻学发展史上著名的查兹沃斯丑闻,但是对于贝德福德本身来讲,未来该领域发展的前景才是最大的意义。
1967年1月10日在诀别的病房里,尼尔森第一次也是最后一次和贝德福的见面,奄奄一息的贝德福德躺在病床上,向尼尔森发出了最后的请求。他说尼尔森先生我心里明白,我觉得我没有任何复活的希望,我这样做是希望难以令人置信的科学研究能够持续下去,终有一天可以造福我的儿孙。
科技前提
贝德福德的伟大遗愿能否实现呢?实际上自然界中就普遍存在这个现象,比如爬行动物或者两栖动物的冬眠,再比如蠕虫在冻结复苏后甚至能够恢复记忆,而人类所有记忆性格意识都是以细胞结构及化学形式主要存储在脑部,人体冷冻技术希望透过冷冻科技防止脑部损害,进而达到暂停生命的效果。希望未来可以透过科技把冷冻者复活以及医治。
科技可行性
冷冻技术的突破取决于两个因素:
一个是改善冷冻的过程。
另一个是复苏时解冻的促进恢复。
前者在当今的医学发展下时有突破,但截至目前并没有任何人类在冷藏后复生,目前冰冻的人类都是处在刚刚离世的死亡状态,但是人体冷冻者却依然坚信其技术的可行性,首先人类的死亡和生存一样,理论上只是一种状态,如果人体或动物的结构能够完好的保存,那么生命既然可以被停止,也可以被重新启动,只是科技水平尚未达到,最大胆的理论设想是活体直接被冷冻,其复苏的可能理论上会大很多,但是活体冷冻实验无论在法律上和道德上都是不被允许的,但活体冷冻复活却有实实在在的案例发生。
1999年瑞典实习医生安娜巴金韦尔姆在挪威滑雪时从一个冰洞中跌入河里,但由于冰太厚,他在冰层下挣扎了40分钟后一动也不动了,又过了大约39分钟,人们才把它救了上来,这时候他的心脏已经停止跳动,从医学上说安娜已经死亡,安纳被立即送进特罗某所医院,此时他的体温只有摄氏13.7度左右,医生立即采取保暖措施,并向他冰冷的身体里输入温血,在被送进医院1小时后,他的心脏恢复了跳动,9小时后意识恢复,8个月后他又可以滑冰了。
同样的1994年加拿大,当时只有两岁的卡里科索洛夫斯基被发现时趴在他父母的门前,已经找不到任何的生命迹象,穿着睡衣的卡里已经在摄氏零下22度的气温里度过了6个小时,当时他走到室外时,风把门吹合上了,卡里被关在了门外,被发现的时候他的体温下降到了14:42度,但最后医生同样把他抢救了过来,这也令第一位生物学家们认为冰冻复活是有可能实现的,关键是如何速冻大脑,只要在脑死亡之前能够有效的用合适的技术将大脑速冻并无伤害细胞组织就会有复苏的可能。
另外推断其技术可行性,还包括以下的案例:
曾有试验成功,将长年冷冻下的线虫解冻后复活,采用实验成功冷冻一只猴子数小时后复原,曾有实验成功用低温使犬猪和老鼠冷却后数小时后复原,另有实验成功,把冷冻了16年的老鼠基因复制出新的老鼠,并健康的成长。有科技乐观者认为,纳米技术在将来的发展成熟后,可以修复冷的过程中带来的细胞损伤。
冷冻过程
阿尔科生命延续基金是提供这项服务最大的公司,直至2016年5月31日为止,该会已经有1075名会员,227名准会员,另有149人已经接受了人体冷冻保存技术服务,其中包含一位华人作家,2015年5月30日下午5:40,重庆市儿童文学作家杜洪离开了人世。他的另一个身份是科幻小说三体的编审
两名在8小时前就待命在隔壁的训练有素的美国外科医生,第一时间向杜峰体内注射了抗凝剂、抗菌药物、抗血栓药物,防止血液凝固,并用特制设备按压心脏,保证血液可以继续循环36小时。随后杜红的遗体被放入装有冰块的木制棺材中,在一小时内转移到手术地点,在此过程中持续供应氧气,确保大脑正在呼吸足够的氧气与血液供给,以维持身体最小的功能。
接下来是灌流,灌流是让细胞玻璃化的关键流程。医生首先用稀释过的保护液逐步替换遗体中残留的血液,这种保护液可以是二甲基亚砜、一二醇、丙二醇或甘油,目的是预防融化过程中细胞内冰的形成和重结晶,因为细胞一旦结冰,一切都结束了,初中物理让我们知道水在结冰以后,水分子的排列导致他们会占用更大的空间,导致细胞会被撑破。
而以甘油为例,将甘油溶液加入到试管中的细胞后,我们会发现水已干油的形式离开细胞,通过渗透过程进入,在冷冻过程中甘油与水会形成氢键,进而干扰水分子间的互动,进而防止冰晶形成达到脱水的效果。
随后使用仪器打开遗体颈部的总动脉和总静脉,形成一个液体输入的回路,输入保护液,随后开始替换头部残留的血液,这个过程也是灌流过程中的重头戏。替换的过程比较漫长,医生会逐步加大保护液的浓度,从动脉输入到头部,过程超过4个小时,整个过程需要在冰冻低温接近0摄氏度的情况下完成,此后需要将遗体进一步的降温。工作人员使用零下60摄氏度的干冰对遗体逐步降温,最终遗体保存在一个零下40摄氏度左右的冰棺当中。至此遗体冰冻的初步流程完成。
10余天后被带回美国,头部被保留在低温液态装置中,身体则依据遗愿捐献给阿尔科进行冷冻研究。
低温液氮装置中是零下196摄氏度的液态氮,为什么是零下196摄氏度?科学家们发现在摄氏零下196度的低温下,细胞的反应速率仅为正常体温的9×10的-27次方,直观一些来讲,在摄氏37度的常温下,一秒钟发生的化学反应相等于在零下196度的低温下的2400万年,对于人类而言相当于你想睡多久就睡多久,只要到时候能够安全复活的就一切OK。
在此后的漫长岁月中,工作人员将按期添加液态氮,保证头部长期保存。按照阿尔科科学家的乐观估计50年后的科学技术也许就能让杜虹解冻头部,再造身体,也就是复活。顺便说一下全身冰冻的费用是22万美元,而只保留头部的费用是12万美元,这只是2016年的报价。
反对的声音
尽管有上述那么多的实验可以将冷冻或者动物复苏,但是那些动物们都是活体,仍然保持着生命的表征,如呼吸心跳等等。而人类的冰冻技术是建立在死亡的状态下,其难度要远远大于动物的冰冻实验。
况且人类和动物有着很大的区别,就目前技术而言,能低温保存的只有血液细胞和人体器官,而主流科学界还是在研究细胞和组织器官的保存,甚至还有一些反对者称,人体冷冻技术只是制作现代木乃伊的技术利用。
学者认为,尽管冷冻技术可以让细胞保持数百年或者数千年的冰冻状态甚至更近,但恢复完整的人体显然不是一件容易的事情,因为你必须保证所有的组织器官同时运作,哪怕只是恢复冰冻的大脑,那也将是一项非常复杂极度困难的工作。起码你现在的科技水平发展来看,还没有把握能够将冰冻的人类复活。
人体冷冻技术目前还不被医学界和科学界所认可,整个过程还有诸多的问题需要突破,可能需要科学家们数十年甚至数百年的研究才能实现,但是我们必须知道其研究意义不仅仅在于实现人体复活以及医疗用途,它也将成为实现未来太空旅行可能性的关键技术之一。我们人类如果想探索太阳系外的星星,甚至更遥远的宇宙,将可能花费数百年甚至数千年以上的旅程,即使太空人可以在旅途中以冷冻的方式暂停生命,进而完成旅程,探索人类未知的领域。而且在某种意义上来说,冰冻技术的实现让人类可以冻结时间,穿越时空,到达未来。
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