邢一偉
1816年6月,一個(gè)怪物“誕生”了。英國(guó)女作家瑪麗·雪萊和她的愛人——詩人佩爾西·雪萊以及好友英國(guó)詩人拜倫在瑞士日內(nèi)瓦湖附近度假。這時(shí)的瑞士寒冷又潮濕,他們只能待在室內(nèi)。為了過個(gè)更有趣的假期,拜倫提出了個(gè)建議:每個(gè)人寫一個(gè)鬼故事,看看誰寫的最好。幾天以后,雪萊夫人創(chuàng)造出了著名科幻小說《科學(xué)怪人》的雛形。小說描述了一名瘋狂的科學(xué)家從墳?zāi)怪型诔鍪瑝K,并將它們拼成人形,通過電擊讓拼湊的死尸起死回生,一個(gè)怪物就這樣被復(fù)活了。
雪萊夫人創(chuàng)作的故事轟動(dòng)一時(shí),但在當(dāng)時(shí)的科學(xué)界看來,那簡(jiǎn)直屬于天方夜譚。但如今,再生醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)正在以極快的速度推進(jìn),科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)越來越難以置信。未來,我們或許能看到雪萊夫人的“異想天開”成為現(xiàn)實(shí)。
模擬人類大腦還很難
2005年,一些腦科學(xué)家發(fā)起了一項(xiàng)名為“藍(lán)腦計(jì)劃”的活動(dòng)。他們想要利用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬人類的大腦回路,從而模擬人類大腦的多種功能,比如認(rèn)知、感覺、記憶等。
人類大腦極其復(fù)雜,所以科學(xué)家先從小鼠的大腦入手。雖然小鼠大腦和人類大腦有很大的不同,但很多基本的生物學(xué)原理是相通的。他們完成了小鼠部分大腦皮層(大腦處理感官信息的關(guān)鍵部分)的數(shù)字模擬,重建了小鼠1/3的腦組織,其中包含大約3萬個(gè)神經(jīng)元,這些神經(jīng)元通過將近4000萬個(gè)突觸相連接。這個(gè)虛擬的小鼠大腦組織內(nèi)部的電活動(dòng),確實(shí)反映了實(shí)際小鼠大腦中的活動(dòng)。
但研究人員承認(rèn),他們的工作才剛剛開始。因?yàn)槿说拇竽X包含大約860億個(gè)神經(jīng)元,是已模擬小鼠大腦神經(jīng)元的近300萬倍。
還未實(shí)現(xiàn)的意識(shí)上傳
有一個(gè)很特別的研究組織,叫做“2045行動(dòng)”,他們的目標(biāo)是研究是否可以將人類的意識(shí)上傳到計(jì)算機(jī)中。這個(gè)研究是由俄羅斯的億萬富翁德米特里·伊茨科夫發(fā)起的。
當(dāng)伊茨科夫還是小孩的時(shí)候,看過一部科幻小說,小說的主人公吃了一些永生藥丸,最后變得長(zhǎng)生不死。這部小說給他留下了深刻印象。他感嘆道,現(xiàn)在如果沒有永生技術(shù),自己可能會(huì)在35年內(nèi)死掉。既然目前的技術(shù)還無法讓肉體永生,那么大腦意識(shí)呢?假如自己的大腦意識(shí)能永存,那么從某種意義來說自己就是長(zhǎng)生不死的了。于是他將自己的資金投入“2045行動(dòng)”的研究中。
然而,“2045行動(dòng)”的研究并不簡(jiǎn)單,它需要克服種種巨大的困難。因?yàn)槿绻雽⑷祟愐庾R(shí)上傳到電腦中,那么首先要弄清怎樣將大腦或者意識(shí)從人的身體中分離出來,然后搞清楚怎樣使它存活于機(jī)器里,最后弄明白怎樣把包括意識(shí)和其他在內(nèi)的一切思維上傳到電腦上。這個(gè)過程聽起來很奇幻,可是“2045行動(dòng)”的負(fù)責(zé)人認(rèn)為這并沒有違反任何現(xiàn)有的物理定律,從理論上講是有可能實(shí)現(xiàn)的。
據(jù)說,實(shí)現(xiàn)這種數(shù)字化永生的時(shí)間將是2045年,這也是“2045行動(dòng)”名字的由來。如果可以實(shí)現(xiàn)意識(shí)上傳,或許在幾個(gè)世紀(jì)之后,一個(gè)人的意識(shí)就可以擁有多個(gè)身體,意識(shí)可以從一個(gè)身體移到另一個(gè)身體里。這樣的話,我們就再也不用擔(dān)心身體會(huì)發(fā)生故障了,因?yàn)槲覀冸S時(shí)都可以更換身體。
高風(fēng)險(xiǎn)的換頭術(shù)
我們能嫁接頭部嗎?有些人認(rèn)為可行。
1970年,美國(guó)神經(jīng)外科醫(yī)生羅伯特·瓦特將一只猴子的頭換到了另一只猴子的身體上:在15℃的環(huán)境中,將兩只猴子的頭部同一時(shí)間取下,然后交換,并在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)完成整個(gè)手術(shù)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)算是成功的,換頭之后的猴子活了,它能轉(zhuǎn)動(dòng)新頭上的眼球,能感覺到周圍的世界,也能吃東西。但是因精髓神經(jīng)軸突不能修復(fù),導(dǎo)致?lián)Q頭猴子頸部以下的部位處于癱瘓狀態(tài)。8天之后,免疫系統(tǒng)開始排斥外來的新頭,換頭的猴子死亡。當(dāng)時(shí)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在世界范圍內(nèi)引起一片嘩然,大多數(shù)人表示不贊成這類實(shí)驗(yàn)。
但最近,意大利的神經(jīng)外科醫(yī)生塞爾吉奧·卡納維羅聲稱,他將在2017進(jìn)行人類活體頭顱移植手術(shù)??{維羅引起了媒體的廣泛關(guān)注,媒體稱他為“現(xiàn)實(shí)版的瘋狂科學(xué)家”??{維羅已經(jīng)有換頭的主角—— 一名30歲的俄羅斯病人,他天生患有脊髓性肌萎縮癥,骨骼畸形、肌肉發(fā)育不良,現(xiàn)在病情正在不斷惡化。對(duì)于這種病患來說,在病死之前找到一個(gè)健康的新身體或許是生存下去的唯一機(jī)會(huì),而身體捐贈(zèng)者是一位腦死亡的俄羅斯人。換頭計(jì)劃包括快速割掉這名病人的頭,然后將其連接到捐贈(zèng)者的脊髓神經(jīng),用一種叫做聚乙二醇“膠水”將頭部-頸部連接起來,之后是血管、肌肉和皮膚的縫合。
由于換頭的風(fēng)險(xiǎn)很高,很多人對(duì)手術(shù)的成功率表示懷疑。它能不能成功,我們很快就能知曉答案了。
換臉已有成功案例
如果換頭太難,那么換臉可能會(huì)簡(jiǎn)單些。
2001年,消防隊(duì)員帕特里克·哈迪森進(jìn)入火場(chǎng)執(zhí)行任務(wù)時(shí),著火的天花板突然從頭頂上方掉了下來,砸中他的身體,消防員所用的消防面罩被高溫熔化,并熔到他的臉上。這次事故使哈迪森身受重傷,臉部也被嚴(yán)重?zé)齻?。被救活后,醫(yī)生從他的大腿上摘取組織,移植到面部,可是他已經(jīng)沒有了耳朵、頭發(fā)、眉毛,眼部也被嚴(yán)重?zé)龤?。之后的日子里他都要戴著帽子、假耳朵,遮擋面部才有勇氣出門。
2015年,美國(guó)紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心的醫(yī)生花了26個(gè)小時(shí),冒著極大的風(fēng)險(xiǎn)(存活率不到50%)將一名腦死亡的捐獻(xiàn)者的臉移植到哈迪森的臉上,使其獲得新生。
要想換臉,首先得找到合適的捐獻(xiàn)者,皮膚和毛發(fā)顏色、血型、骨骼結(jié)構(gòu)等都要匹配,才能做手術(shù)。哈迪森是幸運(yùn)的,因?yàn)橛幸幻蜍嚨湺X死亡的捐獻(xiàn)者正好和他的條件基本相匹配。不過這場(chǎng)手術(shù)異常艱難,由于捐獻(xiàn)者的頸動(dòng)脈和哈迪森的不是完全匹配,手術(shù)中哈迪森失血過多,差點(diǎn)死亡,經(jīng)醫(yī)生奮力搶救他才脫離危險(xiǎn),最后成功換臉。
在換臉之后,哈迪森必須服用藥物來抵抗排異反應(yīng),并且與常人相比,他患傳染病和癌癥的風(fēng)險(xiǎn)更高??墒牵軌驌碛幸粡埿旅婵?,開始新生活,對(duì)于像哈迪森這樣的病人來說總歸是件幸事。
制造身體各部位
一旦大腦和頭部的問題解決了,那么制造身體的其他部位就相對(duì)容易了,制造骨頭可能是最簡(jiǎn)單的。自19世紀(jì)中期以來,人們一直在用別針、桿和螺絲釘固定骨頭?,F(xiàn)在,鈦這種物質(zhì)經(jīng)常被用來替換人類的骨頭,因?yàn)樗嫒莼畹慕M織,并且無毒,鈦制成的植入物可以為人體持續(xù)服務(wù)30多年。
在小說《科學(xué)怪人》中,瘋狂科學(xué)家的骨頭是從“墳場(chǎng)”中盜取出來的。但如果他生活在現(xiàn)代,他就不用偷偷摸摸盜取尸骨了,因?yàn)橛?D生物打印機(jī)就能打印出完美的骨頭復(fù)制品。2012年,一名83歲的女性病人通過3D打印得到了下頜骨,從打印這個(gè)下頜骨到安裝,只用了幾個(gè)小時(shí)。這位女病人從麻醉中醒來后不久就可以說話了,而且很快就可以再用下頷咬吞食物。2015年,一位西班牙患者通過類似的技術(shù)安裝了鈦肋骨。
制造骨頭替代物很簡(jiǎn)單,而制造體內(nèi)器官相對(duì)有點(diǎn)困難,但科學(xué)家還是做到了。美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員采用一種叫做MakerBot的3D生物打印機(jī)打印了人體器官,包括人造心臟、腎臟和肝臟都能被打印出來。接下來就是皮膚了,研究人員也在攻克難關(guān),將近乎完美的皮膚通過3D打印機(jī)打印出來。而有觸覺的仿生肢體、能夠區(qū)分味道的電子舌頭等部位的研發(fā)工作也在一步步推進(jìn)當(dāng)中。
不得不說,盡管我們短時(shí)間內(nèi)無法完全復(fù)制一個(gè)人,但我們可以揮舞實(shí)驗(yàn)這把“魔法杖”,創(chuàng)造生命的火花:一位仿真人的出現(xiàn),或許只是時(shí)間問題了。
大科技·科學(xué)之謎2016年10期