长生不老可以实现吗

2015-09-10 07:22时田田
方圆 2015年10期
关键词:器官干细胞大脑

时田田

长生不老的问题或许可以通过例如基因工程学改造,利用微型机器人处理出现问题的细胞,用机器或者克隆版器官取代人体器官等科学技术来实现

《西游记》中的妖魔们想吃唐僧肉,都是为了一件事:长生不老。这件事现在看起来并非完全不靠谱。

据外国媒体报道,现在美国的科技巨头投身抗衰老研究已经成为一种现象,他们认为自己能够解决衰老问题,就像解决一个运算问题一样。没有唐僧肉,长生不老的问题或许可以通过例如基因工程学改造,利用微型机器人处理出现问题的细胞,用机器或者克隆版器官取代人体器官等科学技术来实现。

人对于生命的渴望几乎是出于本能,长生不老真的有一天会实现吗?

通过基因疗法阻止衰老

最看得见的衰老在脸上,所以有了那么多的化妆品和美容院。但是要真正抵抗身体机能上的衰老就要花费更大的心血了。据悉,科技巨头们已投入数十亿美元,研究如何抗击衰老过程。就目前研究成果来看,最靠谱的是基因工程改造。

所谓基因工程(genetic engineering),是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。

这种新技术被视为达成长生不老梦想的突破口。在英国老年医学理论家奥布里·德格雷看来,我们可以借助基因工程学手段改造我们的细胞以避免衰老过程,进而让寿命达到1000岁。德格雷将衰老定义为全身各种细胞和分子损伤的毕生累积。他把导致衰老的微观因素分成7类,包括癌症引发的核突变、线粒体突变、细胞内聚集体、细胞外聚集体、细胞减少、细胞衰老、细胞外交叉连接。“修复”这些微观因素,就是抗击衰老的绝招。

以老年人的“头号杀手”——心脑血管疾病为例,尽管已有治疗心脏血管疾病的办法,但很花时间。心脏病会引起心脏衰竭、心脏病发作和中风,主要是由数种德格雷所谓的“分子废物”(新陈代谢的副产品,无法被身体分解,也无法排出体外)积累形成的。这些废物在细胞内部积聚起来,最终妨碍细胞正常运作。德格雷和同事在美国致力于相关酶的研究,以这种酶分解分子废物,保持细胞的清洁。而该研究的最终目标就是设计出基因疗法。

虽然截至现在,这项技术并未应用在人类身上,但科学家已经借助这种手段大幅提高蠕虫、苍蝇,甚至于老鼠的寿命。

更换身体“零件”

相比较基因疗法的神秘,更换衰老的器官似乎更容易一些。毕竟在现代医疗当中,这种相似的方式在临床医学中出现过。

但器官来源是最大的问题。加拿大亿万富翁彼得·尼加德坚信干细胞能够帮助我们实现长寿的梦想。他把自己的大部分财富都用于研究干细胞的用途,甚至在皮氏培养皿中培育自己的干细胞。

干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。简单来讲,它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞,是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。人体内的干细胞分两种类型,一种是全功能干细胞 (totipotent stem cell),可直接克隆人体;另一种是多功能干细胞,可直接复制各种脏器和修复组织。也就是说,干细胞可以作为人体的“备用零件”,修复受损的细胞或者器官。

除此之外,3D打印技术为器官更换提供了更多的可能性。早在2012年2月9日,美国俄亥俄州的男孩Kaiba在密歇根州的C.S.Mott儿童医院做了个手术,一个3D打印气管被放置在了Kaiba气管的缺失部位。这是国际医疗史上首个3D打印人体器官成功移植的案例。

技术的发展让我们更加相信用3D打印机打印出人体组织替换人体器官已经不再是梦想,一家叫做BioBots的公司正在做这样的事。3月15日,BioBots团队来到SXSW大会参加创业加速器医疗健康项目竞赛,现场展示了他们的产品,一款售价5000美元的红白相间的用于打印人体组织的3D打印机,以及一个用该打印机打印的人耳的模型。他们的打印机足够的小,长宽高均为12英寸,但却能打印出足够复杂的生物组织。

3D打印技术成熟后,等于我们每个人都有了自己专属的人体器官库,并且随时都可以打印只适合自己的身体器官,也许只需要再过几年,我们的器官就可以随时替换,我们将会拥有一直健康的肉体,一直保持年轻态。

长生不老的梦想似乎又近了一步。

换血术

这里的换血术并非是一般意义上用于临床治疗的换血疗法。一些人认为用年轻血液替换衰老的血液能够延长寿命。这样的方式多少听起来让人觉得有些发憷。据说教皇英诺森八世1492年临死之前,喝了3名男孩的血,试图吸收他们的元气。虽然这项输血实验最终以悲剧告终,但他的想法并不荒唐可笑。

早在2013年,斯坦福大学教授索尔·维莱达领导这项研究工作,老鼠实验结果显示年轻老鼠的血浆能够修复老年老鼠的精神能力。这种修复通过所谓的“异种共生”过程实现,实验中,年老体弱的老鼠与年轻健康的老鼠的侧腹缝合在一起,让它们的血液供应合为一体。在几天后,当他检查大白鼠时发现一些明显迹象表明老化过程下降了。

例如,大脑中干细胞数量增加了。更重要的是,他发现脑细胞之间的新老细胞联系增加了20%。维莱达说,“其中一个主要因素就是通过这种新老连接方式有很多细胞并不随着我们衰老而发生老化现象。”“这部分被认为是属于构成记忆障碍的部分——如果不连接新老血液,则神经元之间就无法进行沟通,人类就会在学习和记忆能力上出现突发性问题。”

维莱达还测试了新生小白鼠的行为。他从两个月大的小白鼠身上提取流体部分血液的血浆而不提取细胞,并给大白鼠注射少量血浆,一只大白鼠注射量大约为总血液量的5%,一个月内,18个月大的大白鼠注射8次。

当他把动物放入水迷宫中,试验他们对隐藏平台位置的记忆力,他发现年龄较大的白鼠其记忆力几乎与4-6个月的记忆力一样。血液未经处理一些较老的白鼠就会多次出错,并在试图找到隐藏平台过程中游到盲区,在大多数情况下,注射小鼠血浆的白鼠第一次就顺利到达平台。

维拉达认为,小白鼠的年轻新鲜血液最有可能逆转老化问题,随着年龄增长倾向于超水平减少血液关键化学因素变化。这些再注射血液从而“突然之间有了所有这些与学习和记忆相关的可塑性基因,你就又返老还童了”。但谁莱达表示没有理由不相信在将来的某个时候人们在40多岁或50多岁的时候可能需要年轻人的新鲜血液化学因素进行治疗,起到预防退化性衰老功效。

埃克塞特大学和布里斯托尔大学应用神经生理学教授安德鲁·兰德尔认为,大脑和其他器官随着老化过程是不可避免地恶化部分。“尽管该研究可能表明布拉姆斯托克的思想方式超越了他的时代,青少年的新鲜血液可作为暂时性供血管道向他们的曾祖父母供血,似乎未来降低认知性衰老程度不是一个特别可行的方法。这项有意义的工作表明或许能从年轻血液的高辛烷值中找出‘好东西’,这样我们可以只需要给老年人提供那些关键成分。”

目前,斯坦福大学正在进行一项人体实验,使用静脉滴注法将年轻人的血液注入老年痴呆症患者的体内,看看能否产生类似的效果。项目负责人托尼·维斯·科莱表示如果实验取得成功,他们希望能够从年轻血液中提取到促成这种结果的物质,而后将其转化成药物,治疗疾病。

这项研究的目的是研发药物。真正通过用年轻血液替换衰老的血液来延长寿命的方法面临着诸多的现实、伦理问题,明显是不太可行的。

将人类的意识“上传”给机器

在2013年纽约召开的2045年全球未来国际大会上谷歌公司工程学主管雷·库兹韦尔指出,人类生物肉体最终将以机械组件代替,最早发生于2100年。这种替代就不仅仅是器官移植这么简单,而是人类要“抛弃肉身”来得到永生。

他提及计算机学的摩尔定律,并引证基因序列和3D打印技术的快速发展。在他撰写的新书《奇点接近》中指出,所谓的“奇点”是指数字化永生,因为大脑意识和个人的智力能够数字化永久保存,甚至在人们死亡之后。他还表示,通过神经工程学和近期的研究很可能建造人类大脑模型和研制成功复制生物功能性的技术。

2014年美国上映的一部科幻悬疑电影《超验骇客》中威尔博士在临死之前将大脑意识上传于人工智能网络,堪称完美的人机结合体不断创造科学奇迹。影片以人工智能为电影主题,建立在“机器能否具有自主意识、认识能力、思维和情感”这一本体追问和反思之上,并用“上传意识”这一人机交互的科幻构思完成了主题预设。人工智能模拟的基本条件是把所有思维跟心理状态转换成符号来处理,仅有符号处理系统显然不够,必须有其他方法来模拟人脑袋多方面功能,但与之对应的是,人工智能模拟人类感情世界的进展甚微。

因此“上传意识”这一预设主题也便成了一个简洁的、使人相信并且一劳永逸的解决方法。

那么人类是否可以摆脱血肉身躯而将意识上传呢?这不只是揣测。牛津大学人类未来研究所发布了一份报告,阐述了向机器上传意识的技术要求。美国国防部下属的一个机构资助了一个名为Synapse的项目,该项目正在设法研发一台从形态到功能都类似于人脑的电脑。未来学家、现在谷歌(Google)担任工程总监的雷·库日韦尔(Ray Kurzweil),他和一些人主张,我们正在迅速接近“技术奇点”,在这个点上,人工智能,即AI,将会超越人类的智能,这将给人类文明和人性带来不可预测的影响。

2011年,俄罗斯亿万富翁和媒体大亨德米特里·伊茨科夫启动了所谓的“2045行动”研究项目,试图通过将大脑——连同大脑的意识——植入机器化身的方式实现永生。这个计划又被称“阿凡达计划”,该计划的宗旨是通过先进的科学技术延长人类的生命,甚至最后实现“不死之身”。

俄罗斯科学家的计划分别研究打造出4个阶段的“阿凡达”化身。分别是,到2015年至2020年间,科学家将首先打造出一个可以通过人脑进行遥控的机器人;到2020年至2025年,当一个人去世后,科学家可以将他的大脑移植到“阿凡达”机器人身上;而到2030年至2035年,科学家将会研究发明出和真人大脑功能完全相似的“人造大脑”,“人造大脑”可以储存主人的所有性格和记忆。而俄罗斯科学家们的最终研究目标,就像《时间机器》中的虚拟人沃克斯一样,这个“虚拟人”将成为主人死后的“化身”,虽然它具有人类的思维、意识和感情,但由于纯属没有肉体的全息影像,所以理论上将成为一个“永生人”。

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