人体冷冻,生命延续的探索
“人体冷冻”作为基于低温冷冻学的新兴产物,为人类生命的延续提供了可能。但其实际操作及能否实现引来争议不断,人类对死亡的征服尚待时日。
神奇的低温效应
透明的空气在零下190℃以下会变成浅蓝色的液体,而许多金属化合物的电阻在这样的低温下则会转变成超导体;梨树在零下20℃至零下33℃、苹果树在零下46℃的低温下休眠一冬,待到春暖花开时仍能传宗结果;许多物质在低温、超低温下都会发生一些有趣而奇妙的变化,人们观察到某些生物具有惊人的抗冻能力,它们能在“生命暂停”状态下等待温度回升,而继续生长。这究竟是为什么呢?
常见的由微生物引起的食物腐烂是一个典型的化学反应,它却可以被低温延迟。很早以前人们就知道储存冰块,以便在夏季用来长期保存食物,如今人们用冰箱实现这一点。据传拿破仑率军进攻俄国时,军医发现,被遗留在冰天雪地里的重伤员往往比那些受伤后躺在温暖帐篷中的将军们活得更长。然而面对低温的侵袭,生物时常出现机体的适应性生热机制——发抖,因此科学界长久以来认为机体的代谢水平与体温的早期下降成反比。来自加拿大的外科医生威尔弗雷德·戈登·比奇洛,颠覆了这一观念。给那些因冻伤而造成肢体坏死的病人截肢,促使他去研究低温状态下人体的生理情况。他发现,在仔细的麻醉下,重要器官及细胞的代谢水平,随体温下降而成比例下降。生命的进程,也就是化学反应的速度,随着温度的下降而逐渐减缓并最终定格,然后再随着温度的回升而复苏。人体冷冻技术,这项把人体或动物在极低温(摄氏零下196℃以下)情况下冷藏保存,梦想未来通过先进医疗科技使他们解冻复活及治疗的技术,也正是基于低温冷冻学而产生的。从专业眼光看,“冷冻手术”并非新兴技术,早在现代心脏外科最初探索阶段就已出现。外科医生要纠正或治愈心脏疾病,就必须阻止血液流过心脏,在无血视野下直视操作。而全身降温,减少机体对氧的要求,是否可中断循环打开心脏呢?1952年9月2日,一名患有心脏房间隔缺损的5岁女孩被推进美国明尼苏达大学医院的手术室,美国外科医生约翰·刘易斯利用零下26℃的低温,在心脏流入血流阻断不到6分钟的时间里,漂亮地完成了对这个患儿心脏实质缺损的修补缝合。这是心脏外科发展史上一次具有里程碑意义的事件。之后,低温停循环技术一度在世界范围内被广泛应用。
当“起死回生”成为可能
在美国亚利桑那州斯科特斯德市郊外,有一座不起眼的白色建筑。它正是始建于1972年的、目前世界上最大的人体冷冻机构之一的美国阿尔科生命延续基金会(Alcor Life Extension Foundation)。在“阿尔科”的贮藏室内,有几组不锈钢槽柜,里面常年保持着零下196℃的低温。在这些巨大的金属容器内,被冷冻的人体都悬浮在液态氮里。“我们最年轻的会员21岁,最大的已有99岁半,他们中有电视修理工,有学生,还有工程师和科幻小说家。”“阿尔科”的运营主管坦尼亚·琼斯介绍道。“干这一行的人对这项技术非常乐观,如果能证明人体冷冻奏效,我们就会被每个人所熟知。”目前尽管并没有人在这里冷藏后复生,但它却为人类在未来科技发达时“复活”提供了可能。“阿尔科”目前已经拥有733名会员,并有69位已接受了“人体冷冻”,其中包括美国著名的棒球手特德·威廉斯。全世界还有千余人向“阿尔科”提前预定了死后的“病房”。每一位参加者在生前都和“阿尔科”签下了冷藏遗体的合同。 美国的物理学教授詹姆士·贝德福德于1967年73岁时死于肺癌。死前他选择了与众不同的“处理”自己的方式——将自己冷冻起来。由此,他成为人类第一个被冷冻后以待未来复活的人。虽然人体冷冻听起来简直就像科幻小说中的情节,但“阿尔科”却认为它现实可行,因为,第一,如果人体基本结构能够完好保存后被停止,那么也可以被重新“启动”;第二,“玻璃化”可以很好地保存人体;第三,可以预见生理结构在分子程度上的修复技术。坦尼亚·琼斯介绍了阿尔科“人体冷冻”的操作过程:“当一名会员即将去世时,冷冻运输小组已在附近等他。医院宣布这名会员死亡的第一时刻,小组就会立即将他送到装备齐全的地方。在那里,病人生前的协议将正式生效——他将被实施冷冻。”“首要的一件事是用冰水使其表面降温。第二件事是对他进行心肺支持,当然这并不是为了让他重新活过来,只是为让他的血液继续循环,同时也有氧气支持。只有这样,才可以注射一系列的药物,以降低因心脏停止造成的人体破坏。第三件事,对其进行血液冲洗,在那里,血液将被器官保存液甘油溶剂所替代。这样就可以保护器官24~48小时,使我们有足够的时间对人体进行冷冻保护,这是非常关键的。冷冻从心脏和肺开始,病人被毯子包裹倒置安放于充满液氮的不锈钢高罐中,体温被慢慢降到零下196℃,达到最后温度大约需要5天。”钢罐内的液氮每月换两次,以保持要求的低温。
为什么选择甘油溶剂代替血液呢?人体冷冻试验根据基本的物理和化学规律,通常需要零下120℃,而零下196℃为最好,在这样的温度下,一切化学进程都几乎完全停滞。科学家经数十年研究发现,冻结和复苏动物细胞时,损伤主要发生在0~-60℃这个危险温区。当构成细胞内外液体的盐溶液进入过冷态,细胞外液率先结冰,如果降温过快,这些冰就可能突破细胞膜进入细胞,导致细胞膜发生严重损伤,复苏的希望就此终结。那么抗寒的能力从何而来?答案是甘油类抗冻物质的合成。这些抗冻物质的存在,可防止细胞过度脱水收缩带来的损伤,同时使得有害物质的浓度不会上升得太高,减缓了可能的化学伤害。但要想在数年甚至更长的时间内保存细胞,冻结胞内液体的时机选择就是关键中的关键。所以,需要当细胞收缩恰到好处之时,急速降温冻结细胞内液体。而目前的研究显示,一个器官由太多不同类型的细胞构成,安全冻结的降温以及复苏的过程差异很大。依靠今天的科技,实施难度还很大。
那么不同于一般冷冻的“玻璃化”到底是指什么呢?1985年,人们在实验室制造出了无定形冰。芬兰赫尔辛基大学的阿纳托利·博葛丹博士,在研究低密度无定形冰时,发现水可以被缓慢地过度冷却为玻璃状,同时缓慢的升温也可避免结晶的形成。近年来超低温生物学家发现,凡是成功的超低温保存,细胞内的溶液均以玻璃态形式被固化,即在胞内不会出现晶态的冰,这使得人体在深度制冷的同时防止被冰冻。当前的研究热点在于,如何实现超快速冷冻,可以让细胞直接进入玻璃化状态,寻找新型玻璃化溶液。目前的技术还无法做到长时间安全冷冻和“复苏”完整器官,但随着科技的发展,仰赖超低温生物保存技术的“冬眠术”,有可能从幻想成为现实。
未解之谜能否征服死亡?
跟“阿尔科”规模不相上下的是1976年由美国人罗伯特·埃廷格创办的美国人体冷冻研究所(Cryonics Institute)。研究所发展至今,共有902名会员,当中439名会员已签下法律上宣布死亡后接受冷冻服务的协议。而已被冷冻的人中,有两具分别是埃廷格的母亲和第一任妻子艾莲。“越来越多的人相信未来的科技能让他们复活。我们的信徒正在壮大。”埃廷格说,“即使心脏停止了跳动,没有一个人是真正死亡的,除非他的大脑受到了损害。”人体冷冻支持者大都认为,假如人体结构能在低温下完好保存,生命被暂停,便也可以在未来科技成熟的某个时刻“苏醒”,重新启动。然而这样的观点并不被主流医学界认可,多数科学家认为,临床死亡后大脑结构仍能保存记忆并无意义。目前,精子、卵子、器官等的冷冻技术已被成熟运用,但运用到整个人体的冷冻术,只是迎合了人类“长生不老”的愿望,没有任何医学价值。这种探索性的工作,最后能否实现,值得怀疑。
“阿尔科”和人体冷冻研究所都属非营利性质,收入大部分用在更新设备、开发新临床技术,以及冷冻学研究上。一般而言,在“阿尔科”冷藏整具遗体要缴纳15万美元冷藏费;如果单冷藏头部,则只需8万美元;而人体冷冻研究所的躯体保存服务索价2.8万美元,因其自置物业成本相对较低。美国豪门女帕丽斯·希尔顿正是冷冻人体研究所的会员。这样的服务,被很多人称为“有钱人的游戏”、“专骗死人钱”,高昂的费用引起很多人对冷冻机构敛财的质疑。美国“人体冷冻协会”对此提出一种人寿保险支付协议,可以确保普通人每周只需缴纳10英镑保费,死后也能享受冷冻遗体等待“复活”待遇。
即使有了冷冻“复活”技术,人体冷冻仍然面临道德伦理问题。当冷冻人解冻后,能适应几十甚至几百年后的全新生活吗?如果只冷冻头颅,复制的“躯体”还是原来那个人吗?
人体冷冻技术被美国《生活科学》(LiveScience)列为十大人脑未解之谜之一,这项新兴的科学技术也被国外杂志列为十大超越人类极限的未来科学技术。俄罗斯科学院生化物理学研究所研究人体冷冻技术的科学家柳德米拉·奥布科娃声称,让人体在冷冻后复活这项技术将在50年内取得重大突破。她表示:“如果将人的体温降低两度,那么一个人便可以多活120到150年。但实验刚刚开始,现在向世人宣称我们已征服了死亡还为时尚早。”
(责任编辑:王翔)
声明:文章版权归原作者所有,本文摘编仅作学习交流,非商业用途,所有文章都会注明来源,如有异议,请联系我们快速处理或删除,谢谢支持。
(原文章信息:标题:,作者:翔子,来源:未知,来源地址:)