在著名科幻小說《三體》中，低溫休眠后來成為未來人類最普遍的一項技術(shù)。低溫休眠是指在極短的時間內(nèi)，將人類冷凍到零下196℃，讓細胞停止活動，無限延長人類的生命周期。
今年5月，61歲的杜虹因胰腺癌去世。按照她的遺愿，美國阿爾科生命延續(xù)基金會即刻對她的遺體頭部進行了特殊冷凍處理，待50年后醫(yī)學進步，再為杜虹解凍頭部、再造身體，這也是中國首例參與人體冷凍保存的案例。作為科幻小說《三體》的編審之一，杜虹的勇敢嘗試跟小說中的云天明經(jīng)歷相似，這也再度引起了人們對科幻與現(xiàn)實邊界的思考：冷凍人體技術(shù)究竟如何實現(xiàn)？復活難度幾何？未來杜虹能否真的能從“沉睡”中蘇醒？
記者采訪本次冷凍手術(shù)的志愿者、中國農(nóng)業(yè)科學院基因工程與細胞工程方向博士生魏景亮，細究“人體冷凍”的真相。
文/廣州日報記者 郭原毓
圖/gettyimages
杜虹遺體頭部
將在液氮中保存
目前，人體冷凍手術(shù)只在病人死亡后實施，分為冰凍、灌流、降溫保存三個部分。在杜虹心臟停止跳動后，醫(yī)生第一時間向她體內(nèi)注射了抗凝劑、抗菌藥物和抗血栓藥物，以防止血液凝固，并用特制設(shè)備按壓心臟，保證血液繼續(xù)循環(huán)。隨后，杜虹的遺體被放入裝有冰塊的木質(zhì)棺材，迅速轉(zhuǎn)移到手術(shù)地點，耗時約1小時。
接下來是灌流，由于人體細胞中含有大量水分，冰凍過程中水分凝固會形成冰晶，極易刺破細胞，造成巨大傷害，所以冰凍技術(shù)的要點是使用冰點更低、不容易結(jié)晶的保護液代替水分，達到脫水效果。醫(yī)生先用稀釋過的保護液，逐步替換遺體中殘留的血液，隨后打開遺體頸部的總動脈和總靜脈，形成一個液體輸入的回路，輸入保護液，開始替換頭部殘留的血液。灌流超過4個小時，整個過程需要在冰凍低溫接近0℃的情況下完成。
此后需要將遺體進一步降溫。手術(shù)工作人員使用零下60℃的干冰對遺體逐步降溫，最終將遺體保存在一個零下40℃左右的冰棺當中。至此，遺體冰凍的初步流程完成。
接下來，杜虹的遺體在冰凍狀態(tài)下被送到位于美國亞利桑那州斯科茨代爾的阿爾科總部（全球最大的冷凍人體研究機構(gòu)之一）。由于杜虹只選擇了冷凍大腦部分，因此頭部被單獨分離出來，保存在零下196℃的液氮環(huán)境特殊容器中。此后，工作人員將按期添加液氮，保證她的頭部長期保存。按科學家的樂觀估計，50年后的科學技術(shù)也許就能讓杜虹解凍頭部、再造身體，也就是“復活”。
難點
防止大腦冰晶化
盡量無損保存
“全球已有139例病人在阿爾科進行人體冷凍術(shù)，其中60%為大腦冷凍。大腦承載了人的記憶、情感和人格，它非常脆弱，且神經(jīng)細胞結(jié)構(gòu)高度復雜，雖然現(xiàn)代醫(yī)療水平已經(jīng)非常善于冷凍和復蘇人體器官，但凍結(jié)大腦完全不同。其他肝臟、肌肉細胞結(jié)構(gòu)比較單一、重復，可能失去了一小部分仍能良好運行，但大腦神經(jīng)細胞就不同了，神經(jīng)元當然也存在相似性，但每一處小的連接、突觸等都有差異。所以手術(shù)過程中要盡量做到無損保存，避免低溫條件下水分凝固形成冰晶，刺破細胞，破壞細胞完整性。”魏景亮說。
作為本次手術(shù)的志愿者，中國農(nóng)業(yè)科學院基因工程與細胞工程方向的博士生魏景亮告訴記者，由于專業(yè)原因，4年前他就開始關(guān)注人體冰凍技術(shù)。“在國內(nèi)，沒有專門的機構(gòu)對此進行研究，關(guān)注此技術(shù)的大多以業(yè)余愛好者為主。”魏景亮便是其中之一，他們通過知乎等網(wǎng)絡平臺走到一起，今年4月左右，他們得知杜虹的意愿，隨即與家屬進行聯(lián)系，并很快和美國阿爾科公司達成了冷凍手術(shù)協(xié)議。
魏景亮介紹道，當病人心跳停止后，細胞自噬加快，因此手術(shù)一開始用接近0℃低溫來抑制生物酶的活性，從而暫停細胞衰落。接下來的灌流環(huán)節(jié)，溫度逐漸降低到0℃以下，如果選擇了全身冷凍，則通過外科手術(shù)打開胸腔，將保護液從主動脈和肺動脈接入，流進全身的血管中，再讓沖洗出來的血液和保護液從主靜脈和肺靜脈流出，對選擇僅保存大腦的病人，則直接對兩側(cè)的頸總動脈灌注保護液，從頸總靜脈流出。“目前用的保護液是一種化學混合物，可用于移植器官的長期保存。灌注結(jié)束時，大腦中保護液的濃度將達到約60%，保護劑充分滲透到人體組織中，讓組織中剩余的少量水不能夠結(jié)冰，而是在低溫下被‘玻璃化’，使細胞盡量完整地保留下來。”
至于冷凍全身和大腦的區(qū)別，魏景亮指出，有人選擇冷凍全身主要出于心理上易于接受的考慮。“理論上，冷凍是溫度向空間傳遞的過程，體積越小，效果越好。而且現(xiàn)代科學的發(fā)展已經(jīng)達到能夠培養(yǎng)出人類肢體組織的水平，只是法律層面仍未通過，在人體冷凍術(shù)中，再造大腦以外的身體不算是最大的技術(shù)難點。”
釋疑
現(xiàn)實非科幻，不存在活體冷凍
電影和科幻小說中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的場景：給你打上一針再放入冰柜里冷凍起來，安安靜靜地睡上好幾十年，等再次醒來時，已經(jīng)恍若隔世，孫子都邁入老年了，而自己還是年輕時候的模樣。這樣先入為主的概念也讓很多人產(chǎn)生疑惑——活體冷凍真的存在嗎？
事實上，活體冷凍在現(xiàn)階段并不現(xiàn)實。魏景亮說：“目前接受人體冷凍的病人大多是癌癥患者，人體冷凍術(shù)相當于把現(xiàn)代科學解決不了的問題，通過凍結(jié)保存的方式延遲至未來解決，何時可以順利‘復活’被冷凍的病人并治愈他們還不好說，這種情況下，活體冷凍相當于謀殺。”
雖然現(xiàn)實讓很多人的幻想破滅，但人體冷凍手術(shù)的保存環(huán)節(jié)跟小說中還是頗有幾分相似，在小說《三體》中，云天明的大腦被冰凍技術(shù)保存后的場景是這樣的：“在他們正中有一個工作臺，上面放著個一米左右高的不銹鋼圓柱形絕熱容器，剛剛密封，從容器中涌出的超低溫液氦產(chǎn)生的白霧還沒有消散，由于低溫，那些霧緊貼著容器的外壁緩緩流下，流過工作臺的表面，像微型瀑布般淌下，在地板上方消失了。白霧中的容器看上去似乎不像是塵世中的東西。”
而在美國阿爾科總部人體保存室中，擺著一個個銀白色的不銹鋼儲藏罐，儲藏罐上連接著數(shù)不清的管線。大的罐子有兩人多高，小的儲藏罐也有大半人高。這些儲藏罐，便是病人遺體的“臨時住所”，大的儲藏罐用于冷凍保存整個身體，小的則用于冷凍腦部及神經(jīng)系統(tǒng)。雖然現(xiàn)階段遺體保留在零下196℃的液氮環(huán)境中，但也有科學家指出，零下240℃的液氦更適合用于保存，只是由于成本太高，沒有大加普及。從這個角度看，現(xiàn)實與科幻小說又有不謀而合之處。
復活
理論可行，但要跨越五大損傷挑戰(zhàn)
阿爾科公司提出的“玻璃化”概念理論上可以解決冷凍過程中細胞受損的問題，但目前尚未有任何證據(jù)表明我們能夠?qū)⑷梭w器官玻璃化。美國西雅圖華盛頓大學的低溫生物學家高大勇說道：“我們能夠?qū)⒎浅Ｐ〉氖挛?，例如昆蟲和血管等簡單組織玻璃化，這是因為體積小，容易控制冷卻過程，冷凍保護劑也能正確合適地擴散。”那么人體冷凍病人的器官將如何受到影響？高大勇認為，我們并不知道病人死后在玻璃化過程中會受到什么損傷。
加拿大渥太華大學的生物化學家肯恩·斯托里教授也認為前景不容樂觀。“人類有很多不同的器官，移植器官的研究讓我們知道，即使我們能夠成功冷凍它們，每一個器官卻需要以不同速率冷卻，且冷凍保護劑的混合物和濃度也各不相同。即使你只想保存大腦，大腦也有十幾個不同的區(qū)域，它們需要用不同的方法進行冷凍保存。”
魏景亮也總結(jié)道，未來解凍后修復過程面臨著五大損傷：絕癥傷害、衰老傷害、細胞自溶和微生物降解傷害、冷凍傷害、解凍過程造成的傷害（包括冷凍技術(shù)不夠完善造成的少量冷凍損傷、化學濃度沖擊、由于溫度傳播不均勻造成的應力性斷面，長期液氮保存中可能出現(xiàn)的極少的化學變化）。其中化學濃度的沖擊是解凍時最大的障礙，沒有結(jié)冰的部分在保護液析出時化學濃度變高，造成高滲透壓，可能損傷細胞膜等，而這五種傷害沒有一項是目前能夠解決的。
至于科學家提出的50年后可能解凍，那是基于現(xiàn)代科學發(fā)展速度的樂觀估計，對此，北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科主任醫(yī)師賈旺認為，在目前的醫(yī)學技術(shù)支持下，大腦神經(jīng)被低溫冷凍50年，復蘇的可能性是有的。不過，凍存的神經(jīng)組織即使恢復了活性，能否移植到另外一個身體上，并產(chǎn)生新的生命，還要跨過脊髓鏈接、中樞神經(jīng)再生、顯微外科縫合等多重艱巨的挑戰(zhàn)。
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