科技續(xù)命時(shí)代來(lái)了

劉欣

| 人工冬眠 |

2020年6月11日，日本科學(xué)家通過(guò)英國(guó)《自然》科學(xué)雜志公布了一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，它或?qū)⒏淖內(nèi)藗儗?duì)“壽命”的常規(guī)認(rèn)知。

筑波大學(xué)研究所的團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文稱(chēng)，通過(guò)人工干預(yù)，可以讓本身沒(méi)有冬眠行為的小白鼠進(jìn)入冬眠狀態(tài)。冬眠會(huì)降低生物代謝速度，抑制老化。這項(xiàng)技術(shù)也許能用于人體，成為醫(yī)療或宇宙航天領(lǐng)域里的重要應(yīng)用。如果能夠完善人工冬眠技術(shù)，人類(lèi)壽命將不再止于百歲。

研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)頭人是筑波大學(xué)的櫻井武教授。當(dāng)被問(wèn)及開(kāi)展研究的初衷時(shí)，他答道：“我研究冬眠的目的并非出于對(duì)長(zhǎng)生不老的興趣。”原本埋頭研究未知的遺傳基因與神經(jīng)細(xì)胞機(jī)能的櫻井武教授，在無(wú)意間發(fā)現(xiàn)，解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于“冬眠”。櫻井教授說(shuō)：“人的想象力是有限的。若只著眼于當(dāng)下的研究，作出科學(xué)假說(shuō)（譯注：根據(jù)已知的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)理論，對(duì)研究的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性所作的推測(cè)性的說(shuō)明和假定性的理論解釋?zhuān)?，無(wú)論如何也無(wú)法獲得重大發(fā)現(xiàn)?！?/p>

1998年，在得克薩斯州大學(xué)作研究的櫻井教授發(fā)現(xiàn)了“食欲肽”，這是一種腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)，能夠抑制睡眠與清醒的交替機(jī)制。2006年，櫻井進(jìn)一步研究腦內(nèi)神經(jīng)，成功地從動(dòng)物腦內(nèi)提取出QRFP神經(jīng)肽。筑波大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)繼續(xù)探究QRFP的作用，將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向小白鼠丘腦底核的特殊神經(jīng)細(xì)胞。

研究發(fā)現(xiàn)，Q神經(jīng)元位于控制動(dòng)物體溫及代謝的部位，給予一定刺激后，小白鼠的體溫會(huì)大幅下降。Q神經(jīng)元的命名源于“休止”的英文Quiesce，同時(shí)也與“休”的日語(yǔ)發(fā)音類(lèi)似。理化學(xué)研究所的砂川玄志郎等研究員與筑波大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)展開(kāi)合作，持續(xù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)作了進(jìn)一步解析，發(fā)現(xiàn)Q神經(jīng)元興奮后，能大幅降低體溫與氧氣消耗量，適當(dāng)抑制代謝，讓動(dòng)物處于擬冬眠狀態(tài)。

當(dāng)環(huán)境氣溫為23℃時(shí)，刺激小白鼠的Q神經(jīng)元，可以讓其體溫在幾分鐘內(nèi)從37℃降為24℃，氧消耗量減少到平時(shí)的1/8。與普通小鼠相比，經(jīng)歷過(guò)擬冬眠狀態(tài)的小白鼠并未出現(xiàn)腦及心臟方面的異常，可多次安全地進(jìn)入擬冬眠狀態(tài)。研究者發(fā)現(xiàn)，Q神經(jīng)元能利用谷氨酸發(fā)送信號(hào)，充當(dāng)啟動(dòng)冬眠功能的開(kāi)關(guān)。

哺乳動(dòng)物的體溫大多約為37℃。一些恒溫動(dòng)物為了將能量消耗壓縮至最低，在嚴(yán)寒及缺少食物的時(shí)期，會(huì)降低自身代謝，進(jìn)入“節(jié)能狀態(tài)”。這種受限的低代謝就叫作“休眠”。24小時(shí)之內(nèi)的休眠叫日休眠，超過(guò)24小時(shí)的季節(jié)性持續(xù)休眠就是冬眠。

本次試驗(yàn)證實(shí)，既不會(huì)冬眠也不會(huì)短暫休眠的小白鼠可以模擬出類(lèi)冬眠的低代謝狀態(tài)，而人體也有Q神經(jīng)元，或許包括人在內(nèi)的其他哺乳動(dòng)物也有與小白鼠相同的機(jī)能。也就是說(shuō)，人為地刺激Q神經(jīng)元，極有可能成功地誘導(dǎo)不會(huì)冬眠的動(dòng)物進(jìn)入擬冬眠狀態(tài)。

| 延緩老化的可能性 |

如果能夠確立人工冬眠技術(shù)，就有可能提高對(duì)病危病人的救治率：在尚未開(kāi)始治療的運(yùn)送過(guò)程中，倘若安全地降低人體對(duì)氧氣和能量的需求，那么內(nèi)臟與人體組織受到的傷害將降至最低。科學(xué)家期待這項(xiàng)技術(shù)能進(jìn)一步應(yīng)用于腦萎縮等病癥的治療，以及在氧氣與食物受限的狀態(tài)下幫助宇航員進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間航空探索。

這項(xiàng)技術(shù)在人體應(yīng)用方面還存在著難題。在本次研究中，為了能反復(fù)刺激Q神經(jīng)元，使用了經(jīng)過(guò)基因改造的小鼠。然而，改造人體基因是不可行的，而且，由于這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用于人體時(shí)，只能對(duì)Q神經(jīng)元產(chǎn)生有限的刺激，因此還需研發(fā)誘導(dǎo)冬眠的藥劑。

櫻井在多年前就預(yù)見(jiàn)了制藥的可能性，但要用于人體，相關(guān)試驗(yàn)是必不可少的。從發(fā)現(xiàn)食欲肽到藥物的產(chǎn)生，櫻井耗費(fèi)了18年的時(shí)間，而他原本的推測(cè)是至少要花20年才能實(shí)現(xiàn)藥用。

通過(guò)小鼠試驗(yàn)，研究人員已經(jīng)確認(rèn)，注射一次刺激Q神經(jīng)元的藥物，可讓小鼠“冬眠”30多個(gè)小時(shí)。理論上來(lái)說(shuō)，當(dāng)這類(lèi)藥物投入實(shí)際使用后，只要給人體注射一定劑量，通過(guò)輸液等方式保證水分與營(yíng)養(yǎng)的攝入，人就可以長(zhǎng)時(shí)間保持冬眠狀態(tài)。在此狀態(tài)下，隨著人體代謝率的降低，老化速度或許會(huì)減緩，但并不會(huì)完全停止?？茖W(xué)家們希望人工冬眠能夠幫助避免一些死亡及絕癥，但我們并不能通過(guò)它直接實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)生不老”。

日本筑波大學(xué)教授櫻井武

藍(lán)色發(fā)光點(diǎn)就是活躍的Q神經(jīng)元。它們位于第三腦室前方丘腦下部，如果激活90%以上的Q神經(jīng)元，就能誘發(fā)冬眠狀態(tài)。

|“上傳”意識(shí) |

長(zhǎng)生不老真的只能是幻想嗎？得出這樣的論斷為時(shí)尚早。其實(shí)，多國(guó)都在推進(jìn)“不死技術(shù)”的研究。走在最前端的是東京大學(xué)研究生院工學(xué)系副教授渡邊正峰。

渡邊研究的并非生理上的長(zhǎng)生不老，而是“意識(shí)上傳”技術(shù)。東大成立了“設(shè)備中的思維”風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)，試圖將這一構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，渡邊作為技術(shù)顧問(wèn)參與了研究。

渡邊強(qiáng)調(diào)了兩點(diǎn)：第一，這項(xiàng)技術(shù)是可行的，與腦科學(xué)專(zhuān)家合作探討后，他相信思維上傳不再是天方夜譚;第二，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，20年內(nèi)就可將這種構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

實(shí)現(xiàn)構(gòu)想的關(guān)鍵在于承載意識(shí)的機(jī)器，以及將它與人腦連接的裝置——腦機(jī)接口（BMI）的開(kāi)發(fā)。2020年5月，東京大學(xué)為渡邊設(shè)計(jì)的“神經(jīng)束斷面計(jì)算型BMI”申請(qǐng)了研發(fā)特別許可。

渡邊構(gòu)思的上傳意識(shí)的步驟分為三步：首先準(zhǔn)備承載意識(shí)的機(jī)器，然后讓機(jī)器與人腦連接，最后上傳人的意識(shí)。

有一點(diǎn)或許會(huì)讓你感到意外，那就是在上傳人類(lèi)意識(shí)之前，這部機(jī)器自身需要先具備意識(shí)。麻省理工學(xué)院此前合作過(guò)的公司Nectome嘗試分析死者大腦連接構(gòu)造，將意識(shí)上傳至機(jī)器。但渡邊等多位腦部專(zhuān)家認(rèn)為，如果采用這種方法，即使花費(fèi)百年時(shí)間也無(wú)法讓設(shè)想成真。

因?yàn)槌恕吧窠?jīng)元是否連接”之外，連接的強(qiáng)弱也需要復(fù)制。如果只著眼于復(fù)制連接的有無(wú)，得到的成品與不懂自主學(xué)習(xí)的人工智能無(wú)異。即便Nectome可以將人腦切為薄片，認(rèn)認(rèn)真真地觀察神經(jīng)元連接，但若想讀取連接的“強(qiáng)弱”，儀器精度至少要提升1萬(wàn)倍以上。

那么，渡邊所說(shuō)的“具備意識(shí)的機(jī)器”是什么呢？

渡邊認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)，就應(yīng)該動(dòng)用所有可動(dòng)用的力量：先做出“嬰兒機(jī)器”，讓機(jī)器學(xué)習(xí)各種知識(shí)，進(jìn)行多方位的體驗(yàn)，這項(xiàng)工作可能會(huì)耗費(fèi)幾萬(wàn)個(gè)小時(shí)。然后，將能夠讀取超高密度信息的BMI放置于人的左右腦之間，再將人的右腦與機(jī)器的左腦、人的左腦與機(jī)器的右腦相連。最后就是記憶的傳送。在這一步之前，人的記憶先短暫地存在于大腦的海馬體位置，在睡眠中再轉(zhuǎn)移到大腦皮層。渡邊認(rèn)為按此模式進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)回想清醒時(shí)的記憶，利用夢(mèng)境和BMI給人體大腦的電流刺激，就能將記憶傳輸至機(jī)器。人腦與機(jī)器連接的時(shí)間越長(zhǎng)，傳輸?shù)挠洃浘驮蕉唷６蛇呌?jì)劃在20年內(nèi)按照這三個(gè)步驟，將自己的意識(shí)上傳至機(jī)器中。

東京大學(xué)研究生院工學(xué)系副教授渡邊正峰著有《大腦的意識(shí)，機(jī)器的意識(shí)》一書(shū)。

俄羅斯KrioRus公司提供人體冷凍服務(wù)。其冷凍保存容器內(nèi)部通過(guò)液氮可達(dá)到零下196℃的低溫。

渡邊說(shuō)，他的研究動(dòng)力來(lái)源于從小學(xué)開(kāi)始的對(duì)死亡的恐懼。成為腦科學(xué)研究者之后，希望徹底搞清人類(lèi)意識(shí)相關(guān)問(wèn)題的想法與對(duì)死亡的恐懼一直縈繞在他的腦海里。通過(guò)研究，他了解到，即便身體與大腦停止了活動(dòng)，人的意識(shí)也可以無(wú)視“死亡”，在電腦中繼續(xù)生存。這里說(shuō)的電腦是能夠與人腦等速運(yùn)作的超級(jí)電腦，按現(xiàn)在的開(kāi)發(fā)速度，十年后的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)可以達(dá)到這樣的水平。在渡邊的構(gòu)想中，屆時(shí)有人會(huì)選擇將意識(shí)送入數(shù)碼虛擬世界繼續(xù)生存，也有人愿意利用機(jī)器人承載意識(shí)回歸現(xiàn)實(shí)社會(huì)。

渡邊說(shuō)：“這就像在游戲廳，你繼續(xù)給游戲機(jī)投幣就能接著打游戲。不過(guò)我們難以想象，倫理觀念的變化等因素會(huì)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生怎樣的影響?！币簿褪钦f(shuō)，在未來(lái)，我們可以從意識(shí)上實(shí)現(xiàn)永生不滅。渡邊希望將相關(guān)費(fèi)用壓縮到與二手車(chē)等價(jià)。盡管現(xiàn)在真正想永生的人并不多，但當(dāng)這項(xiàng)技術(shù)問(wèn)世后，一定會(huì)有越來(lái)越多的人前來(lái)嘗試?；蛟S有一天，人類(lèi)會(huì)驚詫于“過(guò)去的人竟然會(huì)死”。

現(xiàn)在，已經(jīng)有公司提供人體冷凍保存服務(wù)，以期在醫(yī)療水平高度發(fā)達(dá)的未來(lái)，讓部分患者蘇醒，獲得治療。永生技術(shù)的發(fā)展將會(huì)對(duì)醫(yī)療產(chǎn)生巨大的影響。

[編譯自日本《AERA》周刊]

編輯：侯寅