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人体冷冻:对永生的渴望与探索

姚广孝2018-10-02 00:39

(图片来源:全景视觉)

姚广孝/文 人类对死亡的恐惧和反抗一直与文明的历史交织在一起。为了对抗死亡,人类社会展开了持续不懈的努力。精神层面上,各文明不约而同地诞生了关于长生不老的神话和宗教,入世的儒家有“三不朽”,鼓励学者让思想代替肉体流芳百世,归根结底都只是一种宽慰,只有物质技术的进步,才能为活在现世的人提供实实在在的希望。

从古至今,达成永生的物质技术有四种发展思路。第一种是以木乃伊为代表的尸体腌制技术。因为不了解维持生命的机理,所以相信保持了原貌的死者终有一天能够重返人间。第二种是以长生丹药等为代表的方剂。以上两种思路已经被科学的发展证明不靠谱。到了现代,克隆技术成为了一个热门选项。不过克隆只能让“备份”替代你继续活在世上,永远延续下去的只是遗传物质,并不是“自我”。自我意识,或者所谓“灵魂”的不朽,才是最诱人的。而为了达到这个目标,人类把目光投向了第四个技术思路:人体冷冻。

关键技术是玻璃化

人们早就注意到动物的尸体在低温状态下可以保存很久,那些从万年冰川里挖掘出来的遗骸,面貌栩栩如生,仿佛穿越时空来到了当下。然而大自然的提示到此也就为止了。冻住一个人在技术上很容易做到,可是让经过长时间超低温冷冻的人复苏却怎么也办不到。

构成人体组织的基本单元是细胞,而除骨细胞之外,人体细胞的含水量普遍达到了70%以上。水结冰后体积会膨胀并形成坚固的晶体,如果让生物体经历自然界的常规低温冷冻过程,那么柔软的细胞壁和细胞器就会因为结冰过程而遭受毁灭性的物理损伤。当然,往水里加盐是可以降低凝固点的,然而这种效应有限,即便氯化钠浓度达到饱和也只能让水的凝固点下降21度左右,这个温度对于人体的冷冻保存来说仍然远远不够。

细胞中有水,水在低温下会结冰,结冰会不可逆地损害细胞,问题到这里似乎无解了。然而低温生物学的发展奇迹般地找到了绕过这个困难的办法,那就是把水变为玻璃态。

宏观尺度的物质只有固、液、气三种常见状态。液体状态下的水分子无序而混乱,当温度下降到凝固点以下时,水分子就会排列成规则有序的空间结构(即“晶格”),这个过程从宏观上看就是结冰。然而当温度下降的过程快到一定程度,水分子会在还来不及排列成有序结构的情况下直接变为固体,这种状态下的水就是所谓的玻璃态水。玻璃态水对于生物组织的低温保存有着巨大价值:它没有形成规则的形状,因此体积不会发生膨胀,避免了对细胞的物理损伤。

玻璃态是一种非常奇特的状态,处在该状态下的物质形状固定,质地坚硬,这些都是固体属性,但另一方面,物质内部的分子排列却异常混乱,和液体如出一辙,因此有人把玻璃态的物质归为“固态的液体”。玻璃态的物质在日常生活中其实很常见,最典型的就是玻璃。既然如此,为什么我们从没见过玻璃态的水呢?这是因为水想要形成玻璃态,温度下降的速度必须非常快。根据理论测算,纯水变为玻璃态的速度必须达到1百万开尔文每秒,这是个很恐怖的概念,相当于要让日冕的温度在1秒之内降到冰点。在二十世纪,人类还无法在技术上实现如此快的降温速度,为此,从1980年代开始,科学家们尝试发明了一系列被称作“低温保护剂”的物质。添加了低温保护剂的溶液可以通过缓慢的降温过程玻璃化而避免结冰,至此,人体冷冻术终于朝着实用化迈出了最为坚实的一步。

此后的历史是一段波澜壮阔的低温生物学发展史。好的低温保护剂如同鸡尾酒,是一系列不同成分的混合物,各个研究机构通过在成分筛选和成分配比上反复试错,迭代开发出了性能越来越优异的低温保护剂。有了技术的加持,德国莱布尼茨大学的Lilia Kuleshova在1999年成功地对人卵原细胞进行了玻璃化和解冻,解冻后的卵原细胞被移植到了一位47岁女性的体内,帮助她生下了一个7斤重的健康女婴。2004年,同样由Kuleshova成功地将玻璃化技术应用到了来自肝脏的组织样本上。到了2009年,21世纪医药公司的Gregory Fahy等人将一个零下135度下玻璃化的肾移植到了兔子体内,并让这个肾成功存活了好几个星期。这是里程碑式的成果,因为第一次实现了对哺乳动物大型器官的玻璃化和解冻。这一技术思路启发了世界上影响力最大的人体冷冻机构阿尔科生命延续基金会,成就了他们目前开展人体冷冻的技术路线。

如今,一次完整的人体冷冻操作已经发展成为一场大型手术。在手术的一开始,身体的主要血管会被接入一个灌注循环中,提前准备好的灌注液沿着循环进入身体,替代掉原有的血液。紧接着,低温保护剂溶液也被导入体内,溶液的浓度会在两个小时的时间里线性而缓慢地增长,这个过程可以最大程度地降低渗透压变化对脑组织的损伤。手术过程中,温度、压力和低温保护剂浓度都会被电脑全程监控,与此同时,颅骨上也会打开两个开口来实时观察脑组织在灌注过程中是否完好。各项措施多管齐下,有效减少了意外事故发生的概率。

人体冷冻术的产业化之路

阿尔科生命延续基金会是目前国际上技术最成熟、知名度最高的人体冷冻服务机构,由于巨大的商业成功,如今已经近乎人体冷冻术的代名词。不过相比于阿尔科,人体冷冻术的诞生和发展历史其实要悠久得多。

故事还要从一位美国二战老兵罗伯特·艾丁格说起。艾丁格1918年出生在新泽西州,是一位俄裔犹太人。第二次世界大战爆发后,艾丁格加入美国陆军,跟随部队反攻进入德国境内,结果在战争结束的前夜不幸身负重伤,回到密歇根州接受治疗。伤愈后的艾丁格从军队退役,以顽强的毅力拿到了数学和物理两个学科的硕士学位,并成功地在韦恩州立大学谋到了一份教职。艾丁格的前半生就是一个典型的美国梦。作为移民二代,艾丁格通过参军、接受高等教育、当上大学老师,成功地在美国扎根。然而进入1960年以后,年逾四十的他开始感受到强大的中年危机。与普通中年人不同的是,艾丁格的危机感来源于他对死亡愈发清醒的感知。他想起了小时候读过的一篇科幻小说。小说里,一位教授乘坐宇宙飞船来到地球同步轨道,然后在太空舱中把自己冷冻到接近绝对零度,成为了地球上空的一颗卫星,几百万年过去,人类早已灭绝,一群外星生物来到地球后意外地发现了这个沉睡的人类,外星人利用先进的医疗技术让他复活,并通过置换机械身体帮助他达成永生。小说给了艾丁格极大的启发:如果现有的技术不足以对抗死亡,那么我们完全可以通过暂时冷冻我们的身体来穿越漫长的岁月,达到一个技术可以解决死亡、逆转青春的年代。

一旦有了这个想法,艾丁格立刻付诸行动。那时还没有互联网,艾丁格利用他在大学执教的便利,广泛查阅了围绕人体冷冻的各种资料,对相关技术的发展水平进行了评估,最后,艾丁格得出了一个大胆的结论:人体冷冻术并不是天方夜谭,尽管现有的技术还不足以实现冷冻人体的复苏,但我们至少可以先为将来的苏醒做好准备。1962年,艾丁格个人出版了日后让他声名大噪的《不朽的前景》,这本书在小范围内默默流传了两年,直到一位出版商被书中的大胆想法所吸引,并将其推荐给著名作家艾萨克·阿西莫夫。阿西莫夫认可了书中的想法,有了大师的推荐,这本书终于在1964年晋身为现象级著作。巨大的话题旋涡卷入了越来越多的学者、媒体人和工业界人士,艾丁格也因此成为媒体宠儿,并被冠以“人体冷冻之父”的头衔。

在之后短短几年的时间里,人体冷冻学早期的三大运营组织相继诞生,分别是加州人体冷冻协会、纽约人体冷冻协会和密歇根人体冷冻协会(后更名为人体冷冻研究所)。艾丁格担任人体冷冻研究所的主席,直到2003年。他的一生完美地实践了自己的理念:2011年,艾丁格死于呼吸衰竭,按照生前的遗嘱,人体冷冻研究所迅速将其遗体置入零下196度的超低温中保存,等待未来的复苏;而在此之前,已先离他而去的母亲和两任妻子,也都按照约定进入了低温世界,等待艾丁格在未来和她们相会。

早期的人体冷冻机构受限于技术和资金,日常运营相当不顺利,不仅场地和设备简陋,而且还面临着各种法律风险,因此第一批大着胆子进入这个领域的都是真正意义上的“三教九流”。在上文提到的三大人体冷冻机构中,艾丁格是物理与数学背景出身,不过好歹也属于学界,纽约人体冷冻协会的会长柯蒂斯·亨德森是律师出身,前半生与冷冻术毫不相干,加州人体冷冻协会的会长罗伯特·尼尔森就更夸张了,他在进入该领域之前,只是一名资深的电视机修理工,而在早期为这几家机构提供冷冻和存储设备的“冷冻护理设备”公司,则是由一名假发商人艾德创办的。1967年1月,加州人体冷冻协会利用该公司提供的冷冻舱,在全世界范围内第一个完成了现代意义上的人体冷冻术。接受冷冻的是加州大学的心理学家詹姆斯·贝德福德,他在不久后就被辗转送到了阿尔科生命延续基金会,并保存至今。

贝德福德需要感谢亲人们的持续付费,因为那个年代的人体冷冻并不是一锤子买卖,而是一项昂贵而又长期的服务。加州人体冷冻协会的早期试水者里,只有他的身体到现在还完好地保存着,其余人可就没这么幸运了,当他们陷入沉睡后,亲人们往往会在短时间内变卦,不愿意再支付看不到头的昂贵支持费用,而一旦钱停止进账,这些人就会被送还到他们亲人的手中,然后被埋葬或者火化。在贝德福德之后,加州人体冷冻协会的会长尼尔森先后冷冻了9位客户。他在洛杉矶查兹沃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,由于经费有限,这些客户们不得不挤在三个冷冻舱中,最多的一个冷冻舱甚至被塞进了四个人,有的人头朝上,有的人脚朝上。更糟糕的是,同一个冷冻舱的人并不是同一批进入的。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。这个过程是违背人体冷冻术的基本原理的,无论尼尔森怎么辩解,开关冷冻舱的行为总会引起舱内温度的变化,造成客户身体反复解冻。大约1971年前后,客户们的亲人陆续停止了支付,尼尔森也不声不响地停止了对冷冻设备的支持,任由客户的身体自然解冻然后坏掉。到了1979年,事情再也捂不住了,洛杉矶当地的报社进入了尼尔森的地下室。在后来的报道中,记者用讽刺的口吻写道:“地下室里弥漫的恶臭消除了来访者的敌意和防备,然后把他的胃拧出了成千上万个灿烂的筋斗。”因为毁坏尸体,尼尔森和他雇佣的操作员被一起告上了法庭,最后被判罚赔偿总计100万美元给各客户的家庭。这就是人体冷冻学发展史上著名的查兹沃斯丑闻。查兹沃斯后来甚至成为了圈子里流传的一个俚语,其含义略等同于日常语境下的滑铁卢。

有了尼尔森的教训,这个领域的后来者重新评估了人体冷冻术的维持成本和法律风险,采取了更为稳健的发展策略。1972年在亚利桑那州成立的阿尔科生命延续基金会大幅提升了客户需要缴纳的费用,并将募集到的资金大量投入到研发中,不断提升人体冷冻解决方案的可靠性。这样一来,尽管最初几年阿尔科扩张缓慢,但在查兹沃斯丑闻爆发,整个人体冷冻技术陷入舆论低谷的时候,阿尔科依然在稳稳地前进,积累了不错的口碑。进入1990年代后,阿尔科走出了极为关键的一步——成立用于人体冷冻的信托基金,该基金具有独立法人身份,作为阿尔科之外的实体来运营,客户只需要缴纳一次费用就可以放心地睡去,后期的维持则由运营信托基金所产生的收益来支付。引入信托基金在这个领域里的意义不亚于技术研发本身,自此以后,早期人体冷冻机构依赖客户亲属长期付费来维持冷冻的商业模式终结了,这种商业模式违反了人类的天性——利益无关的人需要为冷冻亲人承担长期昂贵的开销,却又无需承担违约后的风险,毕竟违约后解冻死亡的不是自己,所以最后造成的结果就是亲人们在客户冷冻后短时间内纷纷违约,导致冷冻因经费告罄而失败。通过金融技术解决这个关键的问题后,阿尔科步入了快速发展阶段。截至2018年8月31日,阿尔科已经拥有1659名会员,其中161名会员进入了冷冻状态,他们被阿尔科称作“病人”,剩余的大部分人则都尚在人世。如今,无论你身处世界何地,只要想成为阿尔科的成员,就都可以得到后者从科学、经济、法律甚至宗教等不同层面的详细解答。

另一个从早期泥潭中成长起来的巨人是人体冷冻研究所。人体冷冻之父罗伯特·艾辛格就是这个机构的主席。研究所发展到今天,也拥有了1100多名成员和超过150名“病人”,规模仅次于阿尔科。和阿尔科的公司化运作模式不同,研究所更像是一个非政府组织,由一个每年9月选举产生的委员会负责管理整个研究所在下一年度的运营、研发等问题。人体冷冻研究所给全身冷冻开出的价格是2万8千美元,和阿尔科一样,是一次性付费。不过如果病人是在死前最后一刻才决定好要冷冻,那么价格就会是3万5千美元。这个价格相比于阿尔科要便宜很多,后者为全身冷冻开出的价格是最低20万美元,不同的年龄和身体状况都会对计费产生影响。如果觉得费用过于昂贵,还可以选择单独的头部冷冻,花费会相对低很多,但仍然需要8万美元。当然,哪怕你觉得只保存头部也很贵,同样没关系,两家机构分别与保险公司合作,为所有无法一次性拿出这笔钱的人提供了分期支付的办法。以人体冷冻研究所为例,如果在中年开始分期支付,分摊到每个月的费用可能在30美元上下。

从科学到信仰

在真的心动前,请回到最开始,也是最根本的问题:人体冷冻术到底靠不靠谱?这个疑问至少有三个层面。

首先,人体冷冻术在技术上是否过关。这是一个纯粹的科学问题。经过数十年的研发,阿尔科生命延续基金会和人体冷冻研究所都已经发展出了成熟的解决方案。而且更重要的是,这两个机构都已经成功运作了数十年,在管理和持续性问题身上不需要太让人操心,至少在没有发生经济大崩溃或者战争的情况下,两家公司的稳定运营和技术的持续进步是很可期的。

其次,从冷冻中复苏的人,是否还是他自己?这个问题涉及到了自我意识的本质,现阶段还无法给出一个明确的答案,我们唯一能确定的是,自我意识诞生于众多复杂的大脑活动,并不存在某种分子,或者某种独特的化学反应,或者某几个神经元保存了所谓的“自我”。这意味着,如果我们无法弄清楚这个正在手机上读着文章的“自己”到底存放在大脑的哪个地方,那么最保险的办法就是保存整个大脑。人类的大脑包含大约860亿个神经元,此外还有数量同样不少的神经胶质细胞,以及遍布大脑表面和深层的血管等其他支持结构。不计成本地保存下大脑里的所有东西显然是不现实的。在保存大脑时,一定程度的损伤不可避免,那么损伤应该控制在什么程度才能保证我们将来可以苏醒呢?在神经科学领域,有一个名为“连接主义”的假说,这个假说认为人类的思想、意识和记忆都保存在大脑内神经元相互连接所编织的网络里,换句话说,自我存在于神经网络层面,而不是单个神经元的层面。这意味着,只要整个脑网络的结构在冷冻过程中不被破坏,那么局部区域内轻微的神经元损伤也许就不那么致命;一旦出现大面积的神经元死亡,导致脑网络结构发生变化,那么这个人的自我意识也许就永久丢失了。如果这个假说被证明是正确的,那么人体冷冻术只要保持了脑网络的完整,就能为将来的苏醒保留最大的希望。

最后,未来到底有没有可能发明出让人类永生的办法?这个层面的疑问已经不再是科学讨论,反而带上了一丝信仰的意味。关于人类技术的进步,从来都有乐观和悲观两派人存在。乐观的一派认为过去几百年工业革命后的人类科技整体呈现指数式的增长。几百年前的人类完全无法想象我们今天这样一个拥有互联网技术、可以足不出户买遍全世界的时代;那么同样地,今天的我们肯定也无法想象几百年后的世界会有什么曾被认为是神迹的东西被发明出来。这一派中,最著名的人物就是在硅谷创办了奇点大学的雷·库兹韦尔。另一边则认为我们尽管在进步,却始终无法突破自然界客观规律的天花板。这些规律既包括物理常数和数学公式,也包括生老病死的自然现象。人类技术的进步就像百米赛跑的世界纪录,纪录在不断进步,但进步的速度也越来越慢,越来越接近某个临界值。这个数值就是大自然给人类肌肉设定的爆发力上限。当然,人类技术的进步肯定不能这么简单地与百米赛跑类比,但永生实在是太违背大自然规律和人类直觉了,以至于人们虽然对此无比渴望,却也会本能地怀疑永生就是地平线,也许你会觉得它遥遥在望,却怎么也到达不了。

所以归根结底,这个层面的疑问没有人能够给出准确的答案。面对质疑,更直接粗暴的解决方案并不是科学论证,而是将信念变为不容置疑的信条甚至是教义。在俄罗斯,人体冷冻术就是和一个名为“俄罗斯超人类主义运动”(RTM)的组织紧密联系在一起的。苏联解体后,超人类主义运动蓬勃发展,如今已经号称拥有数千名参与者。该组织宣称衰老只是一种疾病,而未来的人类科技将彻底治愈它。超人类主义者运动对美国同行们非常了解,2004年,组织的领导达尼拉·梅德韦杰夫创办了俄版的阿尔科——KrioRus。该机构目前位于特维尔州农业研究所,条件简陋,不过这丝毫不会动摇超人类主义者们的乐观情绪和对永生的渴望。截止2018年9月14日为止,KrioRus已经拥有高达64位“病人”,是美国以外规模最大的人体冷冻机构。相比于美国,俄罗斯的超人类主义者们更类似于一个小型的宗教,他们有明确的信念、教条和等级制度,并花费了不少的精力开展宣传活动,比如拍摄电影,定期举办研讨会,以此吸纳更多的人和资金加入他们的事业。如今,俄罗斯超人类主义运动已经吸引到了从医生到银行投资者的目光,未来这个运动会怎么发展,没有人能做出准确的判断。不过一位参与者对此显然非常乐观:永生是人类的终极目标,没有人能够拒绝这份诱惑。