《星際穿越》中提到的長期休眠方式,現實中可能實現嗎?
(繼續更新,圖文講解人體如何冷藏)
長期休眠的確能夠解決一系列問題,但它也提出了一些挑戰。例如,休眠中的人將無法通過鍛煉防止骨質丟失和肌肉退化。NIAC的研究關注於如何防止這一問題。其中一個可能的解決方案就是藉助機械設備自轉以產生人造引力,人的無反應狀態可能使得這一策略更加有效。一般來說,旋轉速率必須非常慢,因為太快了會讓人覺得噁心。」旋轉速率決定了產生的引力大小。「由於身體處於無意識狀態,肯定不會迷失方向,我們認為旋轉速率可以提高。」這些年有相關領域的科學家正在研究動物以尋求靈感和想法。
一種生長在加拿大安大略名叫林蛙的蛙類引起了科學家的注意,並逐步提示它冷凍復活的奧秘。林蛙也叫於蛙或木蛙。它的神奇之處不在於能用休眠的方法躲過寒冬,而在於它能使自己體內的水分變成漿汁狀,藉以保護體內的細胞不受傷害。它還會把四肢蜷縮在體內,免得風雨變脆。
與溫血動物保持體溫的做法相反,當體溫降至0℃以下時,林蛙的新陳代謝似乎停止,所以它的細胞只需微量的氧氣和能量就能存活。與此同時,它的肝臟開始釋放出葡萄糖,使血液中的糖含量大大增加,比人類的糖尿病患者的血糖濃度還要高50多倍。此外,林蛙體腔內冰的結晶會吸收肌肉和器官的部分水分,這又進一步提高了細胞內糖的濃度。毫無疑問,漿汁一樣的液體,成了林蛙體內天然的防凍劑。人工製造的防凍劑,不正是用類似葡萄糖的乙二醇為原料嗎?需要指出的是,即使是得天獨厚的林蛙,葡萄糖對細胞的保護也是有限度的。一旦超過零下20℃,糖的神力就會消失。
咱們繼續回到《星際穿越》,劇終提到漫長的太空旅程中,宇航員可以進入休眠水床休眠,並自行設定喚醒時間。利用低溫休眠打發時間並不是《星際穿越》的獨創,在《異形》《深空失憶》《三體》等科幻作品中,都出現此類技術。《三體》中,休眠後來成為人類最普遍的一項技術。技術上的人類低溫休眠,是指在極短的時間內,將人冷凍在零下196攝氏度的環境中,讓細胞停止活動,無限延長生命周期。從理論上來講,低溫休眠是可以做到。但是就目前的技術而言,人類還是不能做到喚醒功能,但是即便這樣依舊阻止不了人類對生命延長的慾望。
但在現實的兩個例子又讓我們看到了希望,一位加拿大的小朋友迷失雪山,當時的雪山溫度大概是零下25攝氏度,經過了警方的全範圍搜查,在2天後被發現,當時醫生判斷他的心臟已經停止跳動大概8小時,但最後還是奇蹟般地被救回了。國外的某登山愛好者不深跌落雪山,過了23天才被發現,心臟也停止跳動,最後也成功脫險,目前仍沒發現有任何後遺症。這兩個例子無疑是給科學家提供了更加有利的研究範本。
雖然人類暫時還不能將一個大活人,一下子凍住,然後再喚醒。但是現在的技術喚醒冷凍胚胎還是可以的。目前冷凍精子和冷凍卵子都已經不是問題,而冷凍胚胎的種植是試管嬰兒技術的發展和補充。因為試管兒嬰兒實驗可能需要多次手術收集卵子,而這種通過腹腔鏡插入腹中吸取卵子的手術對於婦女來說是很痛苦的。如果能一次手術吸取多個成熟卵子,試管內受精後冷凍備用,這就增加了「試管嬰兒」的種植成功機會。冷凍胚胎也是世界上唯一成熟的保存生育功能的方法。這種技術是將通過試管培育技術得到的胚胎,存置於零下196攝氏度的夜氮環境中,得到長時間保存。如果在日後有需求,則可以將胚胎解凍復甦後植入女性體內妊娠,從而繁衍後代。就原則上來說,冷凍胚胎的保存時間是無限期的,也就是說如果真的出現了《星際穿越》電影中的情況,就目前的冷凍胚胎技術就已經能夠做到卵子細胞的冷凍休眠後再喚醒。
昨天有位童鞋不禁問道:冷凍胚胎是如何解決細胞內的水分被凍結並形成冰晶穿透細胞膜、導致嚴重的組織受傷?我認為大多數人對醫學領域的理解還是太片面,甚至有些人認為胚胎冷藏不就是將胚胎放入冷藏室這麼簡單嘛?但是實際情況可沒這麼簡單,就好比把大象放冰箱一樣,看似三步就能完成,但你卻不知道每一步的過程是如此的複雜與艱難。現實生活中我們都有有這樣的常識:要讓買回的瓜果蔬菜保持較長時間的新鮮,要將它們放到冰箱保存,對於雞鴨魚肉,最好還要冷凍,這樣才不會很快腐壞變質。低溫,能夠降低甚至停止細胞內的生化反應活動,從而起到抑制微生物活動、減緩細胞內物質消耗等效果。而升溫後,細胞內的生化反應又能夠恢復。由此,醫學家想到是否能通過冷凍來保存活的生物組織,從而在解凍後重新恢復其生命活性。
但是對於活組織樣品,絕不能像冰凍雞鴨魚肉一樣直接扔到冷凍室里,因為這種降溫過程,在到達冰點時細胞內的水會產生尖銳的冰晶,從而刺破細胞,使得細胞失去活性。因此,對活組織的凍存需要添加適當成分的凍存液,然後通過特定的降溫步驟,將樣品溫度下降到零下196℃,從而防止大冰晶生成,最後儲存在液氮之中。這樣的凍存過程可以最大限度的保證在升溫後組織活性的恢復。可以說,低溫冷凍是讓生命靜止的技術。
---------------------------------------------分割線----------------------------------------------
《人體冷凍何時興起,它又是如何走進人們的視線》
最早發現寒帶植物僵而不死現在的是英國探險家塞繆爾·赫恩。18世紀末,當他穿行於冰天雪地的北極大陸時,就發現北極的青蛙不僅抗寒能力驚人,而且僵而不死。他在日記中寫道:「因為長時間處於凍僵狀態,失水嚴重,它們的腿像樹棍兒一樣,輕易就能折斷,但如果把它們放在帳篷和火堆旁,它們很快便能恢復生命的活力。這極有可能是寒帶植物進化的結果。
而人體冷凍復活最早出現在科幻小說中。1931年,美國《奇異》雜誌發表的一篇故事寫道:一個叫詹姆斯的人去世後,遺體被發射到太空中,在那裡,寒冷和真空使其遺體無限斯保存下來。數百萬年後,人類早已滅絕,某種外星機器人發現了這具冷凍的屍體,他們把詹姆斯的頭顱復活後移植到另一個機器人身上。後來,詹姆斯長生不死,出盡風頭。
人體冷凍學之父羅伯特·埃廷格受此啟發,寫出《不朽的前景》一書,他以大量的研究資料表明冷凍復活生命是可能的。自然界中許多昆蟲和低等動物都具備復活凍僵生命的功能。掌握其中奧妙規律,高級動物,包括人都可用此方法延續生命。由此催生了一門嶄新斬技術——低溫生物技術,逐漸形成並發展起來,此項技術的核心,就是使生命細胞和組織通過迅速降溫達到超低溫,從而得到長期保存。
世界第一家人體冷藏公司叫Alcor,成立時間:1972年 目前累計冷凍人數量:141人。前段時間鬧得沸沸揚揚的《三體》編審杜虹冷凍軀體,正是這來自美國的冷藏家公司所操辦。
《人體究竟如何冷凍》
與冷凍公司簽約的客戶一旦被宣布死亡,一支特殊反應小組就會立即趕到,因為冷凍程序需要在限定時間內完成。就像人體器官移植手術一樣,要嚴格按規則行事。當一切程序都走完之後,就可以開始冷藏之旅了。
- 醫生正在對軀體進行全身碘伏消毒
2.消毒完成後,軀體將被推入無菌手術室
3.冷凍首先從心肺開始,因為這是今後復活的根本所在。冷凍心肺的同時,幾根長短不一的管子插進人體抽干血液之後,注入防凍化學藥劑,其主要成分是碳水化合物,目的是盡量減少細胞的損害。
4:最後完成處理的人體用毯子包裹,倒置安放於一個充滿液氮的不鏽鋼高罐中,體溫慢慢被降到零下196℃的液氮中。
一百多位渴望復活的人們沉睡在這超低溫的世界裡,靜靜地等待著好運的降臨。
5:這些冷凍人身上都包裹著一層錫箔,當去舊錫箔時,可看到每具人體的體表都凝聚著一層液氮的寒霜。鋼罐中的液氮每個月要更換兩次,以保證恆定的低溫。
下圖是被冷藏的喵星人
《 人體冷凍之後,復活的困難在於哪裡》
我用比較通俗的方式解釋一下我們生活中的事例。北方人知道,冬季沒有保溫措施的水表和白菜很容易凍壞,凍壞的水表會膨裂漏水,凍白菜會像亂泥一樣不能食用。什麼原因?冷凍的膨脹會產生極強的破壞性,細胞中的水分因膨脹,會撐破細胞膜,脫離細胞器,使水分遭受無法挽回的流失。無論是動物還是植物,一旦失去水分後果可想而知。尤其是超低溫的冷凍,不僅僅使生物細胞遭到損害,一些還會變得非常脆弱,尤其是肺,輕輕一碰,便會破碎。所以,如何讓細胞免受破壞,成為冷凍人體復活的首要難題。有人設想將被分解的細胞再縫合起來並送回細胞器內。但這要取決於分子和原子等微觀科學儀器的發明,它的精確度要達到十億分之一米。
冷凍復活跨階段的夢想,就像我們要去冥王星旅行一樣,實在太遙遠,太漫長了。與其幻想遙遠,不如著眼現在。大部分細胞以及部分組織能低溫保存,但心臟之類的器官的低溫保存還很困難,更不要說是獨立的生命個體。目前關於任何人體冷凍能復活方面的報道都沒有一篇是出自科學期刊,也都沒有一篇報道被證明是真實的。
退一萬步說,即使實驗獲得了成功,還有社會倫理方面的問題需要解決。假如一個35歲的男子在100年後「復活」,他的肌體依然青春如故,可能會在社會中選擇配偶。然而,這個配偶有可能就是他的重孫女,而且雙方還毫無察覺,到那時,這種可能就不再只是天方夜譚了。再有,復活死人,也是現代社會難以接受的醫學現實,包括東西方文明。生老病死是人類世代相傳的基本前提,也是大自然的規律所在,破壞了它,人類勢必要承擔嚴重後果。至於嚴重到什麼程度,誰也不敢輕易斷言。
人體休眠,目前又稱為人體冷凍,人體很多都是化學反應,低溫可以減少化學反應的速率。
但是目前細胞在冰凍的過程中會產生很多危險,0~-60攝氏度的時候,細胞很容易損壞。
自然界有很多動物都可以被冰封然後再蘇醒,但是人體和那些動物不同。這也導致了目前人體還不能擁有這種功能。
現在美國有很多富人在死亡後選擇人體冷凍,期待有一天這個世界擁有了起死回生的技術。
個人認為,人體休眠有一天會實現。但絕對不會是現在。至少五十年內應該實現不了。
等有一天人類能夠改變自己的體質還有生命休眠保障系統才能夠真正的實現吧。
2013年,NASA做了這麼一個實驗,招募一個人在床上躺70天。當然是有報酬的。一個多月大概三萬刀,這則新聞網上可以找到。
大家聽了是不是都想去試試。
我暫且不提,能不能冷凍一個活人若干年,再把他叫醒。
我們來看看這個小夥子在床上躺了70天是什麼感受吧。首先他能站起來,可是一下子頭暈目眩,心跳加速,開始出汗,接下來他只能坐在床上,身體保持直立,這個動作也僅僅保持了8分鐘,然後他又躺下了。經過了近半個月的時間才恢復。
這個小夥子,他是經過各種測試,從很多報名者中挑選出來的,可想而知,如果身體素質不過硬,恐怕躺這麼久就起不來了。在這個過程中,小夥子不是一直睡覺的,他還必須正常的睡覺「起床」,吃喝拉撒都在床上完成,這樣人體都會出現這麼強烈的反應。
那麼不管你睡著後,怎麼解決飲食問題,衛生問題,躺久了基本上可以肯定,你的身體各項機能也就作廢了。
電影中的那個睡覺用的「保護倉」,裡面有水,感覺可能是模擬出生前的胎盤的環境,可是我們在出生前,在媽媽的肚子里也是會動的,躺著不動,恐怕是不大可能的,可是要運動,肯定會有體能消耗,那就需要補給補充。就算是胎兒,也是由母體與胎盤上的絨毛進行物質交換的。
如果說,要讓你運動,還要讓你睡著,還要保證有足夠的營養補給,這個技術恐怕很難突破。
媒體:重慶女作家遺體冷凍等待50年後復活,系《三體》編審(組圖)_網易新聞中心
以現在技術,不太可能。
國外做過一個實驗,找志願者躺床上一個月,好吃好喝供著。然而一個月後,志願者身體明顯大不如以前,肌肉退化,沒走幾步路就喘氣,無法自己走路,伴有嚴重的頭暈和噁心。
一個月尚且如此,常年累月的星際旅行也許更嚴重。依目前的科技水平,或許是很遙遠。話說大家都說了缺乏運動的事情……我這裡有個想法——以前做過刺激砍掉頭的青蛙實驗,似乎用電刺激冬眠者的脊柱,讓他自己動起來……
知乎有人說過要瞬間解凍才可以
推薦閱讀:
※《星際穿越》中,哪個『孤獨的情景』打動了你?
※如何反駁「《星際穿越》毫無邏輯是爛片」的觀點?
※《星際穿越》裡布蘭德教授寫在黑板上的公式是什麼公式?
※三歲小朋友適合進電影院看星際穿越嗎?
TAG:電影 | 科幻電影 | 克里斯托弗·諾蘭ChristopherNolan | 生物學 | 星際穿越電影 |