驚世駭俗！取出體外的豬腦存活成功：17名科學家《Nature》聯名發文呼籲建立倫理約束，重建意識仍是未知禁區

歷史上有一個著名的思想實驗，缸中大腦（Brain in a Vat）——它是指科學家把一個人體大腦從身體取出，大腦通過電極接收圖像和感官信號，這樣大腦在虛擬的環境中能感知到環境的信息。

這個實驗帶來一個難題是道德困境：大腦如何區分真實世界和模擬環境的？此外我們並不確定這個大腦是否還有身份和合法權利；而對於這個人的主體來說，一旦他醒來，是否會被剝奪感官？

圖 | 缸中大腦

3 月 28 日，在美國國立衛生研究院（NIH）舉行的會議上，美國神經科學中心（US neuroscience centers）就腦科學定界問題提出了倫理審查相關事宜，並且專門提到了此研究。

本周，17 位知名科學家、倫理學家、哲學家在《Nature》發表論文，要求對培養或保存人腦組織的活動進行道德方面的約束。然而，在科學進展方面，這項技術在實驗室也已經取得了技術突破。

在之前提到的 NIH 會議上，耶魯大學神經科學家 Nenad Sestan 介紹了其團隊的實驗成果。他們從屠宰場獲得100～200個死豬的腦，並嘗試利用泵、加熱器以及符合體溫的人造血袋恢復離體豬腦的血液循環。結果，研究人員不僅成功恢復了離體豬腦的血液循環，還使其在脫離本體的狀態下繼續存活了 36 個小時。

Sestan 稱，證據顯示豬沒有恢復意識。但是，數十億個豬腦細胞保持了健康狀態，並且有正常的生命活動。他認為，結果「超乎意料」。但是，鑒於相關結果已經提交給學術期刊發表，Sestan不願意透露更多細節。

其實，從去年春季起，業界就有消息稱，耶魯大學在恢復微循環方面取得突破性進展。微循環是指氧氣流向大腦深處等位置的小血管的過程。對此，馬薩諸塞州劍橋市布羅德研究所精神病研究主任 Steve Hyman 表示：「大腦可能會受到損傷，但是，如果細胞還活著，那麼該大腦就是一個活的器官。保持大腦活力觸及了現有技術技巧的極限，但是，這與體外腎臟保護也沒有本質區別。」

Hyman 認為，與心肺臟等移植器官保存技術相似，該技術可能會讓一些人誤以為缸中之腦是一種避免死亡的方法，並且想像著把他們的大腦和新的身體連接起來。但是，至少現在，這一願望還無法實現的。Hyman 表示，將大腦移植到一個新的身體中依然是「不可能的」。

「缸中」大腦

耶魯大學的這個團隊將系統命名為 BrainEx，系統由一條閉合的管道、儲存池和人造血液組成。這個系統使得人造血液不斷循環，從而將氧氣輸送到腦幹、小腦動脈和大腦中心深處。Sestan 在向 NIH 工作人員和倫理專家介紹時表示，該技術也許不僅僅適用於豬，也可能適用於包括靈長類動物在內的任何物種。

圖 | 豬通常被作為移植研究的對象。

研究團隊於四年前開始研究這種技術，希望能夠構建人腦細胞之間聯繫的全面圖譜。目前團隊正在向NIH申請資助。由於某些細胞聯繫可能跨越了大腦的大部分區域，它們在完整的器官中能更容易地被追蹤。

Sestan表示，自己曾被耶魯大學的一些外科醫生詢問，這種腦保護技術是否能用在醫療。他認為，如果能在人腦上進行癌症或阿爾茨海默氏症等疾病的治療方法試驗，那麼人和豚鼠有什麼區別呢？這很快就會引發嚴重的倫理和法律問題。

試想若一個人的大腦在體外復活，那麼其醒來時，我們並不清楚這個人的感官是否已被剝奪——他能通過耳朵、眼睛或其他任何方式來溝通嗎？他還有記憶嗎？他還有身份或任何合法權利嗎？從倫理角度而言，研究人員有權利解剖或處理這樣的大腦嗎？

圖 | 1983年喜劇「兩個腦袋的人 」中的一幕

另外，由於美國聯邦安全規定適用於人，而不是「死亡」的組織，目前還不確定美國食品和藥物管理局（FDA）對這種技術的看法。NIH的一位顧問說：「即使不是放在缸中的大腦，也會有很多奇怪的問題。我認為很多人會為了找出答案，去屠宰場獲取離體豬腦。」

Sestan 表示，他有點擔心公眾和同行對這項技術的看法。「人們很著迷，但我們必須注意他們著迷的程度。」

昏迷狀態

眾所周知，昏迷的大腦至少可以保持數十年的活力，就比如有的人願意將他們腦死亡的家人一直連在呼吸機上。然而，對於如何保持離體大腦的活力，一直以來鮮有研究報道。之前也有科學家進行過一些嘗試，包括 1993 年在嚙齒動物上展開的一個研究。Sestan 的團隊第一次在大型哺乳動物上，不使用低溫技術而保持了離體大腦的活力，實驗結果也非常鼓舞人心。

圖 | 耶魯大學神經科學家Nenad Sestan

起初，來自耶魯的這個研究小組並不確定恢復了血液循環的離體大腦是否會恢復意識。為了探索這個問題，科學家們使用EEG技術檢測了豬腦中複雜活動的相關跡象。這種技術通過在大腦表面放置電極來收集大腦因思想和感覺活動產生的電波。

Sestan 一度以為他們找到了這樣的信號而非常興奮。但後來，他們確定這些信號來自附近的設備，而離體大腦產生的腦波是平的，和昏迷狀態的大腦類似。儘管組織本身「看起來非常棒」，但是一旦被解剖，細胞其實只是「看起來正常」。

研究團隊認為，如果發生腦損傷或細胞死亡，腦波中電興奮的缺失可能是不可逆的。實驗中所用的豬腦是在斷頭後大約 4 小時被連接到 BrainEx 裝置的。

不過，大腦無法恢復意識和興奮也可能是由於血液替代品中的某些化學物質嚴重抑制了神經元的活動。他們使用了防止大腦水腫的化學物質，「有很多通道阻滯劑」，這也可能是造成他們沒有得到任何信號的原因。

Sestan 告訴NIH，這項技術有希望讓大腦永久保持活力的目標，而且也有可能幫助恢復意識。但是，他的團隊不打算涉足這兩方面，因為「這是未知的領域」。

「實驗所用的動物大腦沒有任何意識，我非常確定。」Sestan說，但是他有點擔心未來人們使用該技術的方式。「如果有人優化了這一技術，並把它用在恢復人類大腦生命活動上，那就相當於是復活一個人。如果那個人有記憶的話，那將非常可怕。」

大腦實驗

科學家在離體大腦中進行腦細胞連接實驗時，意識並不是必需的。加州大學聖地亞哥分校的神經科學家 Anna Devor 說：「雖然在這種情況下得到的腦電圖的是一條平坦的線，但大腦中仍有許多生命活動在發生。」

Devor 認為，要構建腦細胞連接圖譜，完整、活躍的大腦可以工作是最好的好。「死亡相關的所有問題都處在灰色地帶。」她說，「但是，我們必須意識到離體大腦與其他器官並不相同，對待它，我們應該有對動物的尊重態度。」

本周《Nature》雜誌刊登了一篇包括 Sestan 在內的等 17 位神經科學家和生物倫理學家聯合發表的一篇社論，討論了進行人類大腦組織的相關實驗所需的特殊保護和規則。他們提出，三種「大腦替代品」會引起新的問題，包括類大腦器官（大米顆粒大小的神經組織）、人與動物嵌合體（移植了人類腦組織的小鼠）和離體人腦組織（比如在手術期間移除的腦組織）。

專家們接著提出了各種倫理安全措施，比如在移植人腦細胞的動物身上打麻藥，使大腦處於「昏迷狀態」。

Hyman 也簽署了這封信，但表示並不是很情願，因為他認為社論中大部分場景都是誇大的或幾率渺茫的，微小的大腦器官組織幾乎不可能有感覺或思想。他認為，剛發表的社論上未提及、卻又亟需制定倫理相關規則的恰好應該是耶魯大學團隊尚未發表的體外大腦活力維持技術。

「因為這項技術在豬腦中已經實現，萬一有人想在死後保持大腦活力，為人類組織的試驗制定相關準則實在是一個緊迫又現實的問題。」