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未来人脑可以脱离生吗

2014-06-28

少年科学 2014年3期
关键词:培育出肉身脑细胞

灵魂出窍,是许多神秘小说或恐怖小说中常常出现的场景。科幻小说中,也有描写意识脱离肉身而单独存在。这些看似不可能的事情,在脑科学家的帮助下,未来就有可能变成现实。现在,已有一些科学家开始研究如何让人脑脱离肉身还能继续生存。

体外脑细胞

假如我们的大脑出现局部病变或损伤,可用一些健康的脑细胞或组织来替换,我们就能重新变得健康了。脑病患者所需的健康脑细胞不能靠活人捐献来获得,只能在人体外培育。早在2004年,复旦大学附属华山医院的科学家朱剑虹等人,就成功在体外培育出全球首批人类脑细胞。

朱剑虹是在一次治疗一名眼睛被筷子插伤的患者时,突然想到利用患者的脑细胞来进行研究。当他为病者拔除筷子时,筷子上粘满脑细胞。朱剑虹就将这些细胞样本,利用培养基成功地培育出数百万个脑细胞。

朱剑虹将培育出的脑细胞移植给了一名头部严重受伤的病人。他先在病人的头骨上钻出数个小孔,然后在受伤部位移植脑细胞。手术后进行的多次脑部扫描显示,新移植的脑细胞已经开始生长,并与病人本身没受损的脑细胞合而为一。脑部损伤令这位患者瘫痪,得靠轮椅行动。移植脑细胞之后,这位患者重新获得了行走能力。

老鼠中的人脑

朱剑虹的研究虽然很重要,但是其脑细胞来源具有很大的偶然性,没有推广价值。现在,科学家常用的方法是利用干细胞技术来培育脑细胞。美国研究人员弗雷德·盖奇等人就利用干细胞技术,在老鼠的脑部中培育人脑细胞。研究人员在14天大的小鼠胚胎脑中注入约10万个人脑胚胎干细胞,培育出带人脑细胞的小鼠。

这些小鼠出生时脑部约含有0.1%的人脑细胞,这种微量的细胞远不能让小鼠有人类思想。盖奇说,这表明把人类干细胞注入小鼠脑内不会重组它们的大脑。然而,这项工作引发了人们对人兽细胞混合的伦理争议。

有科学家声称,不用干细胞技术也可以培育脑细胞。一位美国科学家就将一名30岁女性的皮肤细胞培育成了类似人脑中的成熟神经细胞。他们惊讶地发现可以将人的皮肤组织转变成具有神经功能的细胞。这一突破不久就有可能在试管中孕育出不同种类的人脑细胞。

迷你人脑

除了可以培育部分脑细胞之外,科学家还可以培育出完全不依赖肉身的独立人脑。如今,奥地利科学家已经在这项研究中迈出了重要的一步。他们已经培育出豌豆大小的迷你人脑,其发育水平已相当于小胎儿的脑,能进行一定的神经活动,但还不能独立思考。

他们选取人类胚胎干细胞,将其培育,并引导其生长。2个月后,它长到直径4毫米大小,达到9个星期胎儿大脑的生长水平。由于没有血液供应,其内部无法吸收氧气和养料,因而没有进一步生长。这个迷你人脑在实验室里的存活时间超过10个月。

研究人员表示,培育迷你人脑有助于更好地了解人类大脑发育过程,也有助于确定精神分裂症等疾病的发病机制。

移民外星

对一些航天科学家来说,让航天员的大脑脱离其肉身是个“好主意”。这不仅可以减少飞船的载重,而且不需携带肉身新陈代谢所需的食物和水,只需要少量维持人脑继续存活的营养液即可。此外,人脑脱离肉身可大大增加人类在外星上生存下来的可能性。

英国雷丁大学控制论专家凯文·沃维克教授研制出老鼠脑力机器人“戈登”,他认为类似“戈登”的机器人最有可能在外星上生存下来。“戈登”完全由老鼠胚胎的大脑细胞控制,能够自主决定去哪个地方,以及通过何种方式抵达,中途还能顺利地避开障碍物。

沃维克表示:“这是一个非常简单的问题,只需保持大脑组织的存活,肉身则无关紧要。未来我们可以发送一个装载人脑的探测器抵达系外行星。”

未来,科学家也许会将人脑冷冻以让其“冬眠”,在抵达遥远的其他行星后再进行解冻,届时人脑就可以指挥其他机械在外星上开展各种活动。

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