電影【復仇者聯盟】裏的美國隊長在二戰尾聲的一次行動中墜海「冰封」，直到2011年才被「解凍」蘇醒。對他而言，這個過程可能只是一個略顯漫長的夢，但在近七十年的時間裏，整個世界卻發生了翻天覆地的變化。
那在現實生活中，我們是否也能先把自己「冰封」，再在未來「蘇醒」呢？
古老線蟲可以「穿越」！
2018年，科學家們復活了在西伯利亞永久凍土中凍結了數萬年的古老線蟲，當時科學家們認為，其生命起始可以追溯到4.2萬年前，而在2023年的最新工作中，科學家們透過精確的放射性碳檢測技術發現， 這些古老線蟲至少在4.6萬年前就已經在西伯利亞地區保持「死醒」狀態，也叫作「假死」或「隱生現象」。
來自4.6萬年前的線蟲。圖片來源：參考文獻[1]
隱生狀態下，生命的新陳代謝能力將會被降低到無法檢測的水平，相當於給生命按下了暫停鍵。
常見的例子有：一種在蜜蜂腹部保存了2500萬年-4000萬年的芽孢桿菌孢子，以及在古湖泊中保存的一顆1000年-1500年前的蓮花種子，它們都能繼續發芽，重新開啟被暫停的生命；水熊蟲、輪蟲和線蟲等後生動物也能長期保持隱生狀態，即使被冰凍了數十年乃至數萬年，只要一解凍回到正常溫度，它們就能復活，能吃能喝還能正常繁殖。
剛飽餐一頓藻類的「穿越」水熊蟲。圖片來源：Megumu Tsujimoto
再高等一些的動物，比如蛙、蛇、熊之類，都可以進行冬眠，它們保持低新陳代謝水平的持續時間基本只有一個冬天。有種生活在阿拉斯加地區的北美林蛙，每年冬眠將近8個月，在-4℃低溫條件下冰凍2個月後依然能夠解凍存活。
那麽，人類能不能也像線蟲一樣冰凍幾萬年後再解凍「復活」呢？很遺憾，這個設想目前還是不現實的。
人類為什麽不能「復活」？
如果你小時候調皮愛玩，把啤酒和可樂之類的碳酸飲料放進冰箱速凍層，那你應該知道，水變成冰後很容易把瓶子撐爆（友情提醒：危險動作，請勿操作）。
水結冰後撐爆瓶子。圖片來源：圖蟲創意
人體由細胞構成，在低溫環境下，細胞內液因水結冰形成的冰晶會直接損害身體細胞，就像這些啤酒瓶被冰晶刺得支離破碎一樣。同時，水分子慢慢排列成有序晶體結構，這個過程會排斥本已溶於水的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽等析出，高濃度的鹽分會讓細胞脫水損傷乃至死亡。
而上文提到的水熊蟲則可以將身體蜷縮成桶狀，並將身體的含水量降到僅3%，全脫水後成為一具新陳代謝幾乎停止的「僵屍蟲」，同時，它們用身體制造的海藻糖會取代身體中的水分，防止體液形成冰晶損害細胞。而阿拉斯加林蛙則透過體內尿素和葡萄糖改變體液濃度，有效降低體液冰點，這樣一來，就可大大減少結冰水的含量，避免對細胞的傷害。
上文提到的海藻糖、尿素和葡萄糖這些防止冰晶出現進而損害細胞的物質，都可稱為「冷凍保護劑」。 因此人工冷凍的第一步通常是盡可能減少被冰凍生物的水分，並灌入已註入了甘油等復雜成分的冷凍保護劑，這樣就能在生物蘇醒後盡可能提高細胞的存活率。
經過日曬或烘幹而成的果幹可以提高保存時間。圖片來源：圖蟲創意
能在自然冰凍中「復活」的脊椎動物不少，像青蛙、蛇、蠑螈、海龜等，都是冷血變溫動物。 人類作為恒溫動物，無法像這些動物一樣快速脫水，也無法自然地調節體內「冰凍保護劑」的濃度，人體體溫下降就會出問題，因此做不到將新陳代謝能力降至最低。
即便「冰凍-解凍」後的細胞存活率高達99%，但對於有將近860億個神經元的人腦來說，也會有8.6億個神經元死亡，這可能會影響大腦精密運作的正常功能。如果只把和意識相關的大腦保存下來，那麽肉體是由碳基還是由機械構成的矽基其實都無所謂，「我」還是「我」，就跟三體裏的雲天明一樣，即便肉體完全消失，只要大腦在，依然能思考。
大腦凍存技術 發展到
什麽水平了？
冰凍的倉鼠大腦在出現60%結晶的情況下依然可以被喚醒。
2015年，美國腦保護基金會資助的21世紀醫學實驗室 對兔子進行了完整的醛穩定冷凍保存手術 。具體操作為：用戊二醛灌註活體兔的頸動脈固定兔腦，然後在幾個小時內緩慢灌註濃度不斷增加的乙二醇，最後在-135 ℃下冷凍。 冰凍的大腦被重新加熱解凍後，研究人員從大腦切片上觀察發現，大腦的結構保存得非常好，突觸也很清晰，神經細胞基本沒失真傷。
兔子的腦部成功保存並復活，細胞未受損。圖片來源：參考文獻[7]
可以「冰封」 人腦 嗎？
2024年5月，中國復旦大學研究人員成功建立了一種使用甲基纖維素、乙二醇、二甲基亞碸和Y27632選擇性抑制劑來冷凍保存各種腦類器官或人類腦組織的方法（MEDY），該方法不會破壞神經細胞結構或影響神經功能活動。
這種方法能夠實作保護突觸功能並抑制內質網介導的雕亡途徑，從而大規模且可靠地儲存多種神經類器官和活體腦組織。 該方法能夠實作「冰封」人腦18個月後安然取出，這已經是不小的進展了。
MEDY腦器官冷凍保存技術示意圖。圖片來源：參考文獻[8]
人體「冰凍-解凍」能否實作？
1967年4月，加州大學心理學教授詹姆士·貝德福德教授因為晚期腎癌逝世，生前他就決定將遺體進行低溫冷凍儲藏，寄希望於未來醫學發展。
他去世後，遺體被倉促地放入一個註入-196℃液氮的特制金屬容器中，整個冷凍操作過程缺少成熟的技術保障和專業人員的支持。2024年6月，貝德福教授的遺體解凍後，科學家們發現他的大腦與身體損毀嚴重，生命已然不可能重新開機。五十多年冷凍倉裏的等待，教授雖然沒有成功「重生」，但卻給科學家們帶來了非常珍貴的解凍數據。
首例「冷凍人」。圖片來源：Cryonics
美國擁有兩家最大的人體冷藏公司，一家是艾爾科生命延續基金會，另一家是美國的人體冷凍科研機構。
目前，全世界希望將自己死去的身體冰凍起來，以期穿越至未來「復活」的人已達數百個，但至今依然沒有解凍成功的案例。 絕大多數「冷凍人」生前便已是老年人，有些患有絕癥和嚴重疾病，他們不理想的自身條件往往會進一步降低「解凍」的成功率。
基於「完美復活」這個願望，對人體器官、優秀動植物種質資源的冷凍保存技術正在快速發展，或許未來的某一天，我們僅需保存和解凍大腦，再將其與機器結合，就能實作「復活」。這樣不但對「冰凍-解凍」的技術要求會降低很多，同時又能擺脫身患重疾的碳基肉體。
假設人體保存技術能夠成功套用，人人都有機會進入冰櫃「休眠」，待「復蘇」後迎接幾萬年後的未來。那麽，誰會被保存延續、迎接未來？未來人會歡迎一個觀念技能落伍的過去人嗎？倘若看管「冰凍人」的公司破產，誰又來負責這些「冰凍人」的「生命安全」呢……
要想達成人體「冰凍-解凍」的復活願望，人類在技術、倫理和法律方面都還有很遠的路要走。
參考文獻
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[8]Xue W. W., Shao Z. C. et al., Effective cryopreservation of human brain tissue and
neural organoids. 2024, Cell Reports Methods 4, 100777
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出品丨科普中國
作者丨錢昱 中國科學院腦科學與智慧技術卓越創新中心博士
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審校丨徐來 林林
