《超級戰(zhàn)警》里，史泰龍與宿敵“鐵鳳凰”被冷凍數(shù)十年，蘇醒后仍能大戰(zhàn)一場，如果這一場景變成現(xiàn)實，那么人類豈不是就完成了終極進化——長生？

現(xiàn)在，科學家告訴你，雖然當前的技術還無法支撐這種魔幻現(xiàn)實主義，但“復活”的小鼠或許意味著，人類離這個目標，已經(jīng)越來越近了。

《超級戰(zhàn)警》中，男主角被罰冷凍70年

棘手的“凍豆腐”

近年來，大鼠腎臟、肝臟和心臟的冷凍保存均取得了成功。于是，陸續(xù)開始有研究人員嘗試對人類和其他動物（主要是幼年動物或胚胎組織）的腦組織進行低溫冷凍和解凍。結果顯示，神經(jīng)組織能夠在冷凍狀態(tài)下在細胞水平上存活，并在解凍后恢復部分功能。但是，如你所想，是無法完全恢復到大腦的正常狀態(tài)的，一些功能所需的特性，如神經(jīng)元放電、細胞代謝和大腦可塑性等，依然是難以攻破的堡壘。

然而近期，德國埃爾朗根－紐倫堡大學（UniversityofErlangen-Nuremberg）研究團隊設計出一種玻璃化冷凍的方法。此方法能將組織保存在類似玻璃的狀態(tài)，并配合可保留活體組織的解凍過程。重要的是，此研究首次證明了成年小鼠大腦的海馬體組織經(jīng)玻璃化冷凍后，能夠在復溫后恢復多種關鍵神經(jīng)功能，包括學習和記憶的關鍵能力。相關論文已于近日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。

冷凍后的腦組織和新鮮腦組織的形態(tài)沒有很大變化

不要看這只是論文上短短幾行字，這意味著，“這些發(fā)現(xiàn)提供了一種新的希望，或許未來能夠保護大腦免受疾病或嚴重損傷，甚至實現(xiàn)哺乳動物的全身冷凍保存”，相關論文第一作者亞歷山大·格爾曼（Alexander German）表示。

如果想“進化”到這種程度，科學需要解決的核心問題其實是因冰晶形成造成的損傷?！叭绻汛竽X看作一塊豆腐，用傳統(tǒng)的冷凍方式將豆腐放進冰柜后，豆腐中的水分會結冰，并破壞其本身的結構，讓豆腐變得‘千瘡百孔’?！庇腥巳绱诵蜗蟮乇扔鞯?。

而不幸的是，大腦可比豆腐要復雜得多。冷凍過程中形成的冰晶會破壞或刺穿腦組織的納米結構，擾亂關鍵的細胞過程。簡而言之便是，會導致突觸連接斷裂，因此組織復溫后，細胞的電生理功能便可能永久喪失。此外，還有更壞的消息，即滲透壓應激和冷凍保護劑的毒性這兩個關鍵因素同樣不容忽視。

距離“復活”還需幾步？

新的破局手段研發(fā)開始變得迫在眉睫，玻璃化冷凍也就在此刻誕生。

說句實話，其實此方法并不是真正意義上的“冷凍”，而是用高濃度冷凍保護劑替代組織中的水分。還用豆腐做比，就相當于將豆腐的內部結構改變了，讓它變成一塊透明的、固態(tài)的“玻璃豆腐”，這樣一來，其內部結構得以完整保存，所有的分子運動也停止了。

根據(jù)論文，這種冷凍保護劑應由不同成分混合制成，包括22.3%二甲基亞砜、16.84%乙二醇、12.86%甲酰胺，以及7%聚乙烯吡咯烷酮。

既然冷凍初具雛形，那么下一步該考慮的便是解凍。如果大腦內所有分子的運動真的完全停止，它還能否重啟？

為獲取答案，研究人員首先制備了包含海馬體的350微米厚小鼠腦切片，切片中包含了大腦中負責記憶和空間導航的核心樞紐——海馬體（hippocampus）。實驗中，他們先將小鼠腦切片基于含有冷凍保存化學物質的溶液進行預處理，然后用液氮快速冷卻至-196℃。之后，切片在-150℃深低溫冰箱中以玻璃態(tài)保存10分鐘至7天不等。

最終實驗證明，海馬體的關鍵特征得以保留，包括結構完整性、代謝響應性、神經(jīng)元興奮性，以及突觸傳遞和可塑性。雖然部分神經(jīng)元興奮性有小幅度下降，但其對電刺激的反應已經(jīng)接近正常水平。至少證明了一點可行性，這已經(jīng)足夠讓業(yè)界驚喜。

而研究團隊卻并未止步于此，他們還進一步對完整腦組織的原位玻璃化保存進行了深入探索——用主動脈灌注將冷凍保護劑注入小鼠大腦中，為防止由于血腦屏障引發(fā)的脫水損傷，積極采用“交替平衡”策略。經(jīng)探索和優(yōu)化，部分大腦在復溫和保護劑清除后仍能維持結構完整。

從結果來看，保存1至8天后的海馬體腦片仍能夠顯示正常的線粒體呼吸功能，顆粒細胞也保持了興奮性和突觸可塑性。盡管成功率仍有進一步提升的空間，但這種探索為日后玻璃化冷凍技術應用于復雜的器官系統(tǒng)已經(jīng)埋下了基礎。

“生命暫停鍵”，或許大有可為

當然，這項研究距離更深入的探索階段無疑還有很長的路要走，距離真正落到人類身上，更是有些遙遙無期，但對當下而言，其意義至少在于：可以保存同一批腦組織，并在需要時進行重新“復活”，不僅有利于大幅度提升實驗的可靠性和再現(xiàn)性，同時也能減少實驗動物的使用。至于究竟何時才能看到真正意義上的“生命暫停鍵”，至少可以抱著積極的心態(tài)等待。