「復仇者聯盟」裏的美國隊長在二戰尾聲中的一次行動中墜海冰封，直到2011年才被解凍蘇醒，對他而言可能就只是一個略顯漫長的夢，但近七十年裏整個世界有了翻天覆地的變化。
被冰封的美國隊長
（圖片來源：【美國隊長】劇照）
那現實生活中我們是否也能把自己冰封後在未來蘇醒呢？
古老線蟲可以做到！
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，當時其生命起始被認為可以追溯到4.2萬年前，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4.6萬年前就一直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2500萬年至4000萬年的芽孢桿菌孢子，以及在古湖泊中保存的一顆1000至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，它們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、熊之類的，它們都可以進行冬眠，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℃低溫條件下冰凍兩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個幾萬年後再解凍復活呢？很遺憾，目前還是不現實的。
人類為什麽做不到？
如果你小時候調皮，不小心把啤酒和可樂之類的碳酸飲料放進速凍層，那你應該會知道，水變成冰後很容易把瓶子撐爆（友情提醒：這個操作非常危險，請勿如此操作）。
被凍啤酒撐爆的啤酒瓶
（圖片來源：veer圖庫）
人是由細胞構成的。在低溫環境下，細胞內液因水結冰形成的冰晶會直接損害我們的細胞，就像這些啤酒瓶一樣被冰晶刺得支離破碎。同時，水分子慢慢排列成有序晶體結構的過程中也會排斥本來溶於水的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽等析出，高濃度的鹽分也會對細胞造成脫水損傷乃至死亡。
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%，全脫水後就能成為一具新陳代謝幾乎停止的「僵屍蟲」，同時用身體制造的海藻糖來取代身體中的水分，這樣就能防止體液形成冰晶來損害自己的細胞了。而阿拉斯加林蛙則會透過體內的尿素和葡萄糖來改變其體液濃度，有效降低體液冰點，這樣一來可大大減少結冰水的含量，就能避免對細胞的傷害。
上文中提到的海藻糖、尿素和葡萄糖這些防止冰晶出現損害細胞的物質，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：veer圖庫）
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。可惜人類作為體溫降下去就會有問題的恒溫動物，無法像這些動物一樣快速脫水，或如此自然地調節體內「冰凍保護劑」的濃度，因此做不到將新陳代謝能力降至最低。
即便冰凍-解凍後細胞的存活率高達99%，對於將近有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，那麽其實肉體是碳基還是由機械構成的矽基都無所謂，「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且細胞未受損
（圖片來源：文獻[7]）
兔子的大腦可以，那人腦呢？
2024年5月，中國復旦大學的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（該方法稱為MEDY）來冷凍保存各種腦類器官或人類腦組織的方法，這種方法不會破壞神經細胞結構或影響功能活動。
該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「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：文獻[8]）
還有多久才能實作人體的「冰凍-解凍」復活？
1967年4月，加州大學的心理學教授詹姆士·貝德福德教授因為晚期腎癌逝世，他決定將遺體進行低溫冷凍儲藏，寄希望於未來醫學的發展。
他死後，遺體被倉促放入一個註入-196℃液氮的特制金屬容器中，整個冷凍操作缺少成熟技術和專業人員的支持。於是在2024年6月，貝德福教授的遺體解凍後，科學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，教授雖未成功重生，但這帶來了非常珍貴的解凍數據。
首例「冷凍人」
（圖片來源：Cryonics）
目前，美國擁有兩家最大的人體冷藏公司，一個是艾爾科生命延續基金會，另一個是美國的人體冷凍科研機構。目前世界上將死去的自己全身冰凍起來以期望在穿越至未來「復活」的人已達數百個，但依然沒有解凍復活成功的案例。絕大多數冷凍人生前便已經是老年人，有些患有絕癥和嚴重疾病，他們差勁的自身條件往往會使「解凍」的成功率進一步降低。
以完美復活這個願望為基礎，對人體器官還有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，從而「復活」。這樣不但冰凍-解凍的技術要求會降低很多，同時又能擺脫蒼老脆弱或病怏怏的碳基肉體。
假設人體保存技術得以成功套用，人人都有機會進入冰櫃休眠，復蘇後迎接幾萬年後的未來。那麽，誰該被保存去延續生命迎接未來？未來的人會歡迎一個觀念技能落伍的過去人嗎？看管冰凍人的公司如果破產，誰又來負責這些「屍體」的「生命安全」呢？
要想達成人體的「冰凍-解凍」復活，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
出品：科普中國
作者：錢昱（中國科學院腦科學與智慧技術卓越創新中心博士）
監制：中國科普博覽
