許多人都會好奇，天才的大腦究竟長什么樣？

愛因斯坦的大腦因?yàn)檫@個“理由”而被解剖。愛因斯坦的遺愿是平靜地死去，他不希望自己的大腦或身體被用來研究。然而，一個震驚世界的事件發(fā)生了——1955年，當(dāng)晚值班的病理學(xué)家托馬斯·哈維偷走了愛因斯坦的大腦。

托馬斯·哈維為了揭開天才之謎，將愛因斯坦的大腦切成240塊，儲存在火棉膠中(纖維素的一些硬而堅韌的形狀)。如今，費(fèi)城馬特醫(yī)學(xué)歷史博物館展出了170片普林斯頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心，其他片段仍在消失。

如果我們大膽想象愛因斯坦的大腦沒有被切片研究，我們現(xiàn)在能復(fù)活他嗎？如果當(dāng)時大腦被凍結(jié)，未來的技術(shù)能讓愛因斯坦恢復(fù)意識和智慧嗎？也許有這樣的機(jī)會。

不久前，復(fù)旦大學(xué)邵志成博士團(tuán)隊成功復(fù)活了冷凍了18個月的大腦，這項研究成果已經(jīng)在《細(xì)胞》子刊上公布。(論文地址:https://www.cell.com/cell-reports-methods/pdfExtended/S2667-2375(24)00121-8）

該團(tuán)隊提出了一種新型的腦器官冷凍保存技術(shù)，可用于儲存人腦和神經(jīng)器官，為研究腦部疾病的病理機(jī)制、肝臟移植和腦損傷的藥物發(fā)現(xiàn)提供了新的方法。所以，冷凍人腦怎樣才能實(shí)現(xiàn)腦組織復(fù)活？大腦復(fù)活后，所學(xué)的知識和曾經(jīng)的記憶是否會得到很好的保存？人類追求永生做了什么，從解凍人腦到人類永生？以下，Enjoy：

復(fù)活“冷凍大腦”總共分幾步？

在日常生活中，鮮肉或果凍過后解凍會變軟，人腦或類人大腦也會遇到這樣的問題。

因?yàn)榧?xì)胞中含有大量的水分，一旦結(jié)冰，水的體積就會膨脹，形成尖銳的霜凍，使細(xì)胞“支撐”。所以，大腦器官冷凍保存的最大挑戰(zhàn)是避免或減少霜的形成。它也是學(xué)術(shù)界一直需要解決的難題。

過去的冷凍保存技術(shù)已經(jīng)被證明適用于胚胎干細(xì)胞、配子、胚胎、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤器官和子宮內(nèi)膜器官。這是因?yàn)槟z質(zhì)母細(xì)胞瘤和子宮內(nèi)膜器官都具有很強(qiáng)的增殖和再生能力，可以增加冷凍保存后細(xì)胞的生存，促進(jìn)傳代后的恢復(fù)。但是腦細(xì)胞含水量高達(dá)80%，對低溫?fù)p傷非常敏感，大部分功能性神經(jīng)元無法通過傳統(tǒng)技術(shù)保存。

因此，在實(shí)驗(yàn)過程中，復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊首先利用人類胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)大腦器官，然后將其放入不同的化學(xué)物質(zhì)中，在解凍前冷凍至少48小時，監(jiān)測其生長和細(xì)胞死亡。

MEDY保護(hù)皮質(zhì)類器官的功能結(jié)構(gòu)。

最終，研究小組發(fā)現(xiàn)，由甲基纖維素、乙二醇、DMSO和Y27632組成的化學(xué)藥劑效果最為理想?！?strong>大腦器官解凍后，至少會有更多的細(xì)胞死亡和生長。這種藥被稱為“MEDY”。隨后，研究小組不斷增加冷凍時間，發(fā)現(xiàn)腦器官最長的冷凍時間已達(dá)18個月，腦器官解凍后仍有活力。

冷凍過程結(jié)束后，我們將討論如何解凍“大腦”。解凍方法如下：1.從液氮中取出需要解凍的樣品(如大腦器官或大腦)；2.放入37°在C溫下盡早解凍；3.要小心地將類器官轉(zhuǎn)移到含有10的地方μM 在Y27632的W4培養(yǎng)液中培養(yǎng)兩天，然后繼續(xù)培養(yǎng)37632?！鉉下培養(yǎng)；4.從第三天開始，不包括使用。 W4培養(yǎng)液Y27632，持續(xù)培養(yǎng)兩天。隨后根據(jù)試驗(yàn)要求，對解凍后的樣品進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析。

另外，為了擴(kuò)大 MEDY 冷凍保存技術(shù)的潛在臨床治療，研究人員從一個9個月大的癲癇女孩身上取出了3立方毫米的大腦。解凍后，大腦在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)物中生存了兩周，仍然保持活躍。

癲癇病兒童來源的皮質(zhì)器官和活腦器官的保存狀態(tài)

研究人員對鈣成像進(jìn)行了驗(yàn)證MEDY冷凍保存后解凍的類器官是否仍具有功能性神經(jīng)元活性。經(jīng)過20秒左右的刺激，可以在MEDY冷凍保存的類器官中檢測出強(qiáng)烈的鈣活性。這意味著谷氨酸在冷凍保存后仍能保持突觸連接。

在MEDY冷凍保存技術(shù)背后，RNA測序顯示了基因表達(dá)的變化

綜上所述，這些結(jié)果表明，皮質(zhì)類器官的功能細(xì)胞結(jié)構(gòu)可以在MEDY冷凍保存期間有效儲存。

我們可以看到，這項研究顯示了人腦和神經(jīng)器官儲存中MEDY低溫保存技術(shù)的有效性和適用性，為腦科學(xué)研究和相關(guān)醫(yī)學(xué)應(yīng)用開辟了新的途徑。

所以，如果當(dāng)時愛因斯坦的大腦被凍結(jié)，是否有可能成功地喚起這個天才？坦率地說，難度很大。本實(shí)驗(yàn)的研究人員也承認(rèn)，MEDY低溫保存技術(shù)可以維持大腦器官的細(xì)胞多樣性、功能結(jié)構(gòu)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動，但冷凍后很難保持神經(jīng)器官的同一發(fā)育階段，可能對大腦的保護(hù)有限，可能更適合保護(hù)大腦組織的病理特征和一些神經(jīng)元的生存。從這個角度來看，讓解凍后的大腦恢復(fù)到原來的狀態(tài)，甚至有主觀意識的活動，這一科學(xué)難題更是無法證實(shí)。

人類永生多遠(yuǎn)，從冷凍大腦到冰凍人？

自古以來，人類對永生的追求從未停止。傳聞古埃及人制作木乃伊是為了在未來某個神秘的時刻重新復(fù)活，開始他們的來生之旅。自從冷凍大腦和身體發(fā)展以來，它們也是人類期待的最終目標(biāo)——永生。

從20世紀(jì)中期開始，通過冷凍實(shí)現(xiàn)永生的想象。

一九四九年，英國生物學(xué)家波爾熱（C. Polge）和史密斯（A. U. Smith）無意中發(fā)現(xiàn)，甘油水溶液中的精子可以在不死亡的情況下經(jīng)歷低溫冷凍，使低溫保存成為低溫生物學(xué)的重要研究內(nèi)容。遵循阿倫尼烏斯公式（Arrhenius equation）據(jù)估計，溫度對生化反應(yīng)速度有影響。如果一個生物能在4℃下存活2小時，它應(yīng)該能在-40℃下存活幾天，在-80℃下存活幾個月，甚至在-196℃下存活幾個世紀(jì)。

1962年，物理講師羅伯特·埃廷格在《永生的前景》一書中提出了人體冷凍的概念。羅伯特博士認(rèn)為，像這些生物一樣，人類有“冷凍復(fù)活”的潛力?！?strong>死亡是一個漸進(jìn)的過程，如果身體凍得足夠快，死亡是可以逆轉(zhuǎn)的。

他還在書中寫道:“我認(rèn)為我們中的大多數(shù)人將來會被無損地凍結(jié)?！?011年，他死后，成為自己創(chuàng)辦的阿爾科冷凍研究所第106名冷凍人。

羅伯特·埃廷格

事實(shí)上，羅伯特·埃廷格提出這一概念后，美國和其他國家掀起了人體冷凍運(yùn)動，包括紐約冷凍技術(shù)協(xié)會、加州人體冷凍協(xié)會等機(jī)構(gòu)。但當(dāng)時羅伯特只是一個未來的概念，沒想到有人會是第一個吃螃蟹的人。

詹皇·海勒姆·貝德福德是前加州大學(xué)伯克利分校心理學(xué)的教授。他生前沉迷于冷凍技術(shù)的研究。1965年，患有癌癥的貝德福德得知自己時間不多，并立下遺書，表明自己可以接受人體冷凍的實(shí)驗(yàn)。因此，貝德福德死后立即被冷凍，血液被抽走，注入冷凍保護(hù)液。成為世界上第一個進(jìn)行“人體冷凍”手術(shù)的人。

貝德福德最初計劃在2017年解凍，但他的家人選擇再等50年，所以他仍然在解凍。負(fù)責(zé)管理貝德福德的機(jī)構(gòu)是美國“阿爾科生命延續(xù)基金會”Alcor。這是世界上為數(shù)不多的人體冷凍企業(yè)之一。它成立于1972年，因?yàn)橹貞c女作家杜虹曾經(jīng)在中國轟動一時，在阿爾科冷凍大腦。

到目前為止，世界上仍然有許多人嘗試“人體冷凍”。據(jù)《紐約時報》報道，截至2021年，全球約有500人被保存在冰箱中。但是背后主要有四家人體冷凍企業(yè)在運(yùn)作：除上述阿爾科外（Alcor），只剩下美國人體冷凍研究所了。（Cryonice Institute）、中國山東銀豐生命科學(xué)研究所，俄羅斯的KrioRus。

但是不同的企業(yè)有不同的冷凍技術(shù)。和阿爾科（Alcor）不同的是，美國的冷凍機(jī)構(gòu) CI 使用的防凍液稱為CI。-VM-1防凍液，是一種玻璃溶液混合物，濃度為 70%。冷凍身體時，將溶液放入冰箱至冰點(diǎn)以下，然后將置管插入人體頸部，沿頸動脈進(jìn)入心臟和大腦，實(shí)現(xiàn)全身灌注。

而且俄羅斯的KrioRus選擇了氣體路線，將一種混合稀有氣體注入人體后，開始降低溫度，使細(xì)胞成為果凍狀物質(zhì)，這樣也可以避免結(jié)晶。另外，俄羅斯人體冷凍技術(shù)公司KrioRus還透露，2032年可能會出現(xiàn)用于深空飛行的“身體冷凍”。在長時間的“冬眠”之后，宇航員在太空艙里“覺醒”，這部科幻電影中的橋段也將成為現(xiàn)實(shí)？

山東銀豐生命科學(xué)研究所是中國唯一的人體冷凍研究所。它在2017年完成了中國第一個“冷凍人”展文蓮手術(shù)。當(dāng)前，展文蓮等“冰凍人”將其放置在容量2000升、高約4米的不銹鋼液氮罐中，內(nèi)部溫度為零下196℃。此后，研究人員每天都會對罐內(nèi)的液位、內(nèi)外溫度和罐內(nèi)不同點(diǎn)的溫度進(jìn)行監(jiān)測，每10-15天將液氮補(bǔ)充到罐內(nèi)。

雖然，目前四大機(jī)構(gòu)都沒有成功地喚起人類，但是他們收取的手術(shù)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，相當(dāng)昂貴。舉例來說，“阿爾科生命延續(xù)企業(yè)”需要20萬美元才能冷凍全身 每一年的保養(yǎng)費(fèi)用，冷凍大腦也需要8萬美元 年度維護(hù)費(fèi)用； CI 全身冷凍服務(wù)和儲存，終身會員收費(fèi)2.8萬美元，非終身會員收費(fèi)3.5萬美元。另外，命運(yùn)和運(yùn)輸服務(wù)的費(fèi)用在任何時候都在8.8萬美元到9.5萬美元之間。

銀豐研究院冷凍身體手術(shù)的費(fèi)用組成:液氮罐，40萬；程序冷卻設(shè)備，40萬；體外循環(huán)機(jī)，100萬；呼吸機(jī)，七八萬；冷凍保護(hù)劑的成本是20萬到30萬，不包括專家、救護(hù)車等。此外，液氮在身體進(jìn)入低溫保存狀態(tài)后被補(bǔ)充，每年大約5萬元。

時間和金錢真的能改變長生不老的未來嗎？目前，任何研究機(jī)構(gòu)都無法給出明確的答案?？梢钥闯觯澜缟蠜]有冷凍身體和冷凍人腦的成功例子。還有很多“冷凍人”，他們的尸體因?yàn)閮Υ嫫髽I(yè)破產(chǎn)而被解凍腐爛...

結(jié)語

冷凍不僅意味著沒有生命轟動的靜止，也意味著暫停。當(dāng)生命按下暫停鍵時，“冷凍人”一直在等待被輕輕喚醒的一天。所以，總有人愿意相信那個冷凍人在未來睜開眼睛的未來。

坦白說，他們相信有一些科學(xué)的論點(diǎn)?，F(xiàn)代低溫生物學(xué)發(fā)現(xiàn)，身體細(xì)胞分裂的平均周期為2.4年，如果分裂50次，就會死亡。如果細(xì)胞分裂20次，細(xì)胞的所有生命活動都會在-196℃的低溫下停止。但是當(dāng)它恢復(fù)到常溫時，細(xì)胞可以繼續(xù)分裂剩余的細(xì)胞。這也是冰凍人的科學(xué)論點(diǎn)。

與此同時，越來越多的生物或有機(jī)體在冷凍幾年后恢復(fù)的案例也帶來了希望——美國國家廣播公司報道稱，2020年，一個冷凍27年的胚胎被“收養(yǎng)”后發(fā)育成正常的新生兒。這意味著只要胚胎在液氮中保存得當(dāng)，理論上就可以永久活躍。

與此同時，2023年發(fā)表在《公共科學(xué)圖書館:遺傳學(xué)》上的論文說明，研究人員復(fù)蘇了許多深埋在西伯利亞的凍土層，處于“隱生”狀態(tài)。（cryptobiosis）線蟲年齡在46000歲左右。未來，仿生低溫保存技術(shù)可能會成為未來突破人體低溫保存技術(shù)瓶頸的方向之一。

但是冷凍人體的研究仍然是人類的無人區(qū)。也許“冷凍復(fù)活”的問題可能只有在冰凍人“睜開”眼睛的那一刻才會停止。但是，要等多久呢？沒有人能解釋未來會發(fā)生什么。

References

1.Cell：Effective cryopreservation of human brain tissue and neural organoids

2.《自然》：低溫度保存技術(shù)復(fù)雜，目前的技術(shù)不能使人體恢復(fù)原狀。 來源：自然雜志，作者：竇蒙家，張明寬，饒偉，劉靜。

愛因斯坦的大腦被切成240個來源：國家地理中文網(wǎng)

中國第一次當(dāng)?shù)厝梭w冷凍已經(jīng)完成，“復(fù)活”離我們還有多遠(yuǎn)？資料來源：上觀新聞

5.-196°C休眠百年，深度揭秘“身體冷凍” 來源：DeepTech深科技

復(fù)旦隊的重大進(jìn)步登上了Cell，破紀(jì)錄復(fù)活。「冰凍」人腦18個月！三體云天明計劃成真？來源：新智元

7.今年5月，中國首例本地人體冷凍完成。 每年補(bǔ)充液氮需要5萬元 來源：科技日報

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