科技續命時代來了

劉欣

| 人工冬眠 |

2020年6月11日，日本科學家通過英國《自然》科學雜志公布了一項新發現，它或將改變人們對“壽命”的常規認知。

筑波大學研究所的團隊發表論文稱，通過人工干預，可以讓本身沒有冬眠行為的小白鼠進入冬眠狀態。冬眠會降低生物代謝速度，抑制老化。這項技術也許能用于人體，成為醫療或宇宙航天領域里的重要應用。如果能夠完善人工冬眠技術，人類壽命將不再止于百歲。

研究團隊的領頭人是筑波大學的櫻井武教授。當被問及開展研究的初衷時，他答道：“我研究冬眠的目的并非出于對長生不老的興趣。”原本埋頭研究未知的遺傳基因與神經細胞機能的櫻井武教授，在無意間發現，解決問題的關鍵在于“冬眠”。櫻井教授說：“人的想象力是有限的。若只著眼于當下的研究，作出科學假說（譯注：根據已知的科學事實和科學理論，對研究的自然現象及其規律性所作的推測性的說明和假定性的理論解釋），無論如何也無法獲得重大發現。”

1998年，在得克薩斯州大學作研究的櫻井教授發現了“食欲肽”，這是一種腦內神經遞質，能夠抑制睡眠與清醒的交替機制。2006年，櫻井進一步研究腦內神經，成功地從動物腦內提取出QRFP神經肽。筑波大學的研究團隊繼續探究QRFP的作用，將研究重點轉向小白鼠丘腦底核的特殊神經細胞。

研究發現，Q神經元位于控制動物體溫及代謝的部位，給予一定刺激后，小白鼠的體溫會大幅下降。Q神經元的命名源于“休止”的英文Quiesce，同時也與“休”的日語發音類似。理化學研究所的砂川玄志郎等研究員與筑波大學研究團隊展開合作，持續對相關數據作了進一步解析，發現Q神經元興奮后，能大幅降低體溫與氧氣消耗量，適當抑制代謝，讓動物處于擬冬眠狀態。

當環境氣溫為23℃時，刺激小白鼠的Q神經元，可以讓其體溫在幾分鐘內從37℃降為24℃，氧消耗量減少到平時的1/8。與普通小鼠相比，經歷過擬冬眠狀態的小白鼠并未出現腦及心臟方面的異常，可多次安全地進入擬冬眠狀態。研究者發現，Q神經元能利用谷氨酸發送信號，充當啟動冬眠功能的開關。

哺乳動物的體溫大多約為37℃。一些恒溫動物為了將能量消耗壓縮至最低，在嚴寒及缺少食物的時期，會降低自身代謝，進入“節能狀態”。這種受限的低代謝就叫作“休眠”。24小時之內的休眠叫日休眠，超過24小時的季節性持續休眠就是冬眠。

本次試驗證實，既不會冬眠也不會短暫休眠的小白鼠可以模擬出類冬眠的低代謝狀態，而人體也有Q神經元，或許包括人在內的其他哺乳動物也有與小白鼠相同的機能。也就是說，人為地刺激Q神經元，極有可能成功地誘導不會冬眠的動物進入擬冬眠狀態。

| 延緩老化的可能性 |

如果能夠確立人工冬眠技術，就有可能提高對病危病人的救治率：在尚未開始治療的運送過程中，倘若安全地降低人體對氧氣和能量的需求，那么內臟與人體組織受到的傷害將降至最低。科學家期待這項技術能進一步應用于腦萎縮等病癥的治療，以及在氧氣與食物受限的狀態下幫助宇航員進行長時間航空探索。

這項技術在人體應用方面還存在著難題。在本次研究中，為了能反復刺激Q神經元，使用了經過基因改造的小鼠。然而，改造人體基因是不可行的，而且，由于這項技術在應用于人體時，只能對Q神經元產生有限的刺激，因此還需研發誘導冬眠的藥劑。

櫻井在多年前就預見了制藥的可能性，但要用于人體，相關試驗是必不可少的。從發現食欲肽到藥物的產生，櫻井耗費了18年的時間，而他原本的推測是至少要花20年才能實現藥用。

通過小鼠試驗，研究人員已經確認，注射一次刺激Q神經元的藥物，可讓小鼠“冬眠”30多個小時。理論上來說，當這類藥物投入實際使用后，只要給人體注射一定劑量，通過輸液等方式保證水分與營養的攝入，人就可以長時間保持冬眠狀態。在此狀態下，隨著人體代謝率的降低，老化速度或許會減緩，但并不會完全停止。科學家們希望人工冬眠能夠幫助避免一些死亡及絕癥，但我們并不能通過它直接實現“長生不老”。

日本筑波大學教授櫻井武

藍色發光點就是活躍的Q神經元。它們位于第三腦室前方丘腦下部，如果激活90%以上的Q神經元，就能誘發冬眠狀態。

|“上傳”意識 |

長生不老真的只能是幻想嗎？得出這樣的論斷為時尚早。其實，多國都在推進“不死技術”的研究。走在最前端的是東京大學研究生院工學系副教授渡邊正峰。

渡邊研究的并非生理上的長生不老，而是“意識上傳”技術。東大成立了“設備中的思維”風險企業，試圖將這一構想變為現實，渡邊作為技術顧問參與了研究。

渡邊強調了兩點：第一，這項技術是可行的，與腦科學專家合作探討后，他相信思維上傳不再是天方夜譚;第二，在現有技術的基礎上，20年內就可將這種構想變為現實。

實現構想的關鍵在于承載意識的機器，以及將它與人腦連接的裝置——腦機接口（BMI）的開發。2020年5月，東京大學為渡邊設計的“神經束斷面計算型BMI”申請了研發特別許可。

渡邊構思的上傳意識的步驟分為三步：首先準備承載意識的機器，然后讓機器與人腦連接，最后上傳人的意識。

有一點或許會讓你感到意外，那就是在上傳人類意識之前，這部機器自身需要先具備意識。麻省理工學院此前合作過的公司Nectome嘗試分析死者大腦連接構造，將意識上傳至機器。但渡邊等多位腦部專家認為，如果采用這種方法，即使花費百年時間也無法讓設想成真。

因為除了“神經元是否連接”之外，連接的強弱也需要復制。如果只著眼于復制連接的有無，得到的成品與不懂自主學習的人工智能無異。即便Nectome可以將人腦切為薄片，認認真真地觀察神經元連接，但若想讀取連接的“強弱”，儀器精度至少要提升1萬倍以上。

那么，渡邊所說的“具備意識的機器”是什么呢？

渡邊認為，要實現這項技術，就應該動用所有可動用的力量：先做出“嬰兒機器”，讓機器學習各種知識，進行多方位的體驗，這項工作可能會耗費幾萬個小時。然后，將能夠讀取超高密度信息的BMI放置于人的左右腦之間，再將人的右腦與機器的左腦、人的左腦與機器的右腦相連。最后就是記憶的傳送。在這一步之前，人的記憶先短暫地存在于大腦的海馬體位置，在睡眠中再轉移到大腦皮層。渡邊認為按此模式進行設定，通過回想清醒時的記憶，利用夢境和BMI給人體大腦的電流刺激，就能將記憶傳輸至機器。人腦與機器連接的時間越長，傳輸的記憶就越多。渡邊計劃在20年內按照這三個步驟，將自己的意識上傳至機器中。

東京大學研究生院工學系副教授渡邊正峰著有《大腦的意識，機器的意識》一書。

俄羅斯KrioRus公司提供人體冷凍服務。其冷凍保存容器內部通過液氮可達到零下196℃的低溫。

渡邊說，他的研究動力來源于從小學開始的對死亡的恐懼。成為腦科學研究者之后，希望徹底搞清人類意識相關問題的想法與對死亡的恐懼一直縈繞在他的腦海里。通過研究，他了解到，即便身體與大腦停止了活動，人的意識也可以無視“死亡”，在電腦中繼續生存。這里說的電腦是能夠與人腦等速運作的超級電腦，按現在的開發速度，十年后的產品應當可以達到這樣的水平。在渡邊的構想中，屆時有人會選擇將意識送入數碼虛擬世界繼續生存，也有人愿意利用機器人承載意識回歸現實社會。

渡邊說：“這就像在游戲廳，你繼續給游戲機投幣就能接著打游戲。不過我們難以想象，倫理觀念的變化等因素會對現實世界產生怎樣的影響。”也就是說，在未來，我們可以從意識上實現永生不滅。渡邊希望將相關費用壓縮到與二手車等價。盡管現在真正想永生的人并不多，但當這項技術問世后，一定會有越來越多的人前來嘗試。或許有一天，人類會驚詫于“過去的人竟然會死”。

現在，已經有公司提供人體冷凍保存服務，以期在醫療水平高度發達的未來，讓部分患者蘇醒，獲得治療。永生技術的發展將會對醫療產生巨大的影響。

[編譯自日本《AERA》周刊]

編輯：侯寅