沒想到這項“賴牀”技能，可以為心臟急救爭取時間，還有望延續人類未來_風聞

【本文由公眾號“把科學帶回家”提供，ID：steamforkids】

冬眠的刺蝟 | 圖片來源 Britannica

人類從動物冬眠獲得啓發，通過誘導人體進入冬眠狀態，為心臟和大腦急救爭取時間，提高存活率。未來我們或許還能利用人工冬眠技術實現漫長的載人星際之旅。

撰文 | Mirror

在冬日早晨總醒不來的你是不是恨不得把一整個冬天睡過去？我們知道有很多動物為了過冬就選擇“賴牀不起”。

靈長類動物也會冬眠

肥尾鼠狐猴 | 圖片來源 dukelemurcente

大多數變温動物、一些哺乳動物和少數鳥類都會冬眠。冬眠期間，熊可以不吃不喝不排泄睡上四五個月，呼吸等各項代謝活動都放緩，體温則下降一兩度。更有甚者比如生活在極地的木蛙（Lithobates sylvaticus），會直接讓自己凍成冰塊，體內大半的液體都凍結，心跳、呼吸、血液流動和大腦活動都通通停止，如果不是7個月後它們又開始活蹦亂跳，你肯定會以為它們已經徹底涼了。

近年來人們又發現了一些會冬眠的靈長類動物，比如肥尾鼠狐猴（Cheirogaleus medius）在冬天會斷斷續續休眠7個月。既然人類的近親都會冬眠，那人類自己有可能嗎？

人工誘導冬眠

雖然冬天的你可能會賴牀更久，但很顯然我們並沒有自然冬眠的習性。不過，在某些意外情況下，人類似乎也表現出了近似冬眠的狀態。

1999年，一位挪威滑雪者不慎落水，在冰冷的水中浸泡了1小時以上，被救出時已感受不到她的心跳和呼吸，體温只有近14℃，在醫學上已經可以判定死亡，但神奇的是她竟然在醫院中“死而復生”。

另一個和冬眠更接近的案例發生在2006年10月，35歲的打越三敬在日本的山野被發現時，已在冰冷的地面上昏迷了24天，體温降到約22℃，脈搏和呼吸都已停滯。然而被送到醫院後卻驚人地甦醒，痊癒之後也未發現腦損傷。

這些個例雖然不能説明人類具有冬眠的能力，但卻暗示人類或許擁有這一潛能。實際上，人類的確可以被低温誘導進入類似冬眠的狀態，而且已經應用於臨牀醫學。這項技術叫做冬眠低温療法（therapeutic hypothermia），對心臟停搏和腦損傷等緊急病症的治療十分關鍵。

心臟急救

不久前高以翔的猝死引起許多人對心臟急救的重視，心臟停搏的死亡率極高，即使有幸存活，短短几分鐘的大腦缺血都會造成不可逆的腦損傷。但如果及時誘導病人進入人工冬眠狀態，就能減緩傷害的發生，為進一步救治爭取時間。臨牀實踐已經證明這種方法能夠提高急救病人的存活率，並降低神經受損的風險。2013年，著名賽車車手邁克爾·舒馬赫的腦損傷救治中就應用到了這項技術。

冬眠低温療法 | 圖片來源 sinaiem

在冬眠低温療法中，會用冰袋或冰毯給病人的身體降温，甚至是在血管中插入導管，通過循環其中的鹽溶液來冷卻身體，一般降低到**32~34℃**即可。期間需要實時監控病人體徵，使其保持狀態穩定。該過程大約持續12~24小時，然後再以0.25~0.5°C/h的速率讓病人緩緩回温。過快回温將會因為血管舒張，導致病人出現低血壓、低血糖等併發症。

人工誘導冬眠的技術不僅能救命，或許還能開拓和延續人類的未來。在許多科幻電影，比如《流浪地球》中，為了使宇航員能在有限的生命裏度過漫長的星際航行，會讓他們進入休眠狀態來延長壽命，同時也能減少物資消耗，為飛船減輕載荷。目前**，美國國家航空航天局（NASA）和歐洲空間局（ESA）都在研發適用於太空的冬眠技術，以應用於載人火星探測任務，甚至是未來的星際移民**。

 太空艙人工冬眠模擬圖

然而，目前人類還無法長期維持人工冬眠狀態，畢竟人體還是缺少冬眠動物的調節機制，如果長時間不排出代謝廢物，毒素就會積累在體內，造成損傷。即使是在地球家門口的火星，以現有的技術，仍需要花費大約半年才能到達，更別提需要上萬年航程才能抵達的系外類地行星。

凍存生物組織

冬眠的木蛙 | 圖片來源 naturenorth

那有什麼辦法能做到長期休眠呢？回到開頭提到的冬眠動物，能持續冬眠7個月的木蛙就是冬眠動物界的“睡神”。但它的休眠方式也不是一般動物能承受的——任零下的低温冰凍自己。這對許多動物都有致命危險，細胞內外的冰晶會破壞組織結構，凝固的血液也無法正常發揮生理功能。

而木蛙即使身體大幅凍住也能存活的秘密就在於它體內的冷凍保護劑——血液中高濃度的葡萄****糖。在木蛙身體開始結冰的同時，它的肝臟也在加班加點地將糖原分解為葡萄糖，達到一定濃度後，血液即使結冰也不會形成冰晶，而是變成糖漿狀，不會傷及細胞。

還有其他許多動植物、微生物都是通過類似機制來忍耐低温。例如，“地球最強生物”——水熊蟲在環境温度降低時會在體內累積海藻糖以預防水分結晶帶來的傷害。

水熊蟲

科學家們從這些耐寒生物身上受到啓發，發明出玻璃化（vitrification）技術，解決了在冷凍狀態下維持細胞組織結構及活性的一大難題。玻璃是一種非晶體，一些原本會凝固成堅硬晶體的液體比如水，在玻璃化後就會形成類似熔融玻璃的非晶體狀態。水的玻璃化可以通過大幅極速冷凍或加入冷凍保護劑實現。獲得2017年諾貝爾化學獎的冷凍電鏡技術，就是利用玻璃化阻止水分在生物組織中產生結晶，以保持其內部結構的原貌。

液氮低温冷凍細胞組織

冷凍保存人體細胞、組織的技術，現在已經相當成熟，用冷凍精子或卵子成功培育試管嬰兒早已不是件稀奇事。但較大器官的冷凍保存仍有相當大的難度。

存在爭議的人體冷凍法

儘管如此，早在上世紀60年代，人們就已經開始嘗試凍存人體。

1966年，一具洛杉磯女性的遺體被置於液氮中保存，但僅僅過去兩個月，就被解凍埋葬了。

1967年，加州大學的心理學教授詹姆斯·貝德福德因癌症身亡幾小時後，由加州人體冷凍學會會長羅伯特·納爾遜等人進行遺體的凍存處理。儘管納爾遜後來因為解凍了一批遺體而遭到起訴，但貝德福德的遺體仍被保存至今。這也是歷史上第一具為了在未來複活而凍存的人體。

1976年，人體冷凍機構成立，其建立者埃廷格的遺體在2011年被冷凍保存。

20世紀90年代，冷凍生物學家格雷戈裏·費伊和布賴恩·沃克為保存移植器官，發明了一種冷凍保護劑，並嘗試用於動物大腦的凍存，解凍後未發現由冰晶造成的損傷，但冷凍保護劑的毒性和細胞缺水狀態仍會產生損害。

2015年，兒童文學作家，同時也是《三體》編審之一的杜虹女士因胰腺癌去世，遺體頭部交由阿爾科生命延續基金會（Alcor）冷凍保存。

2016年，一家冷凍生物學研究公司在小型動物腦冷凍保存的研究中取得進展。在電子顯微鏡下，使用穩定劑保存的兔腦細胞膜、突觸和細胞間的結構都十分完整。但有研究者指出，其中的蛋白質已發生化學交聯，亦無法證明儲存大腦信息的神經通路是否完好。

冷凍人體所用到的技術就叫做人體冷凍法（Cryonics），通常是在**-196℃的低温下保存整個人體或頭部**，以期未來的科學技術能夠將其復活。在科幻作品中不乏此類題材，例如《三體》中，三體人通過雲天明的大腦重塑其身體和意識，但現實還遠未到達這一步。

人體冷凍裝置

實際上，科學界尚未接受人體冷凍法，認為這種做法是有違物理、化學、生物等自然科學規律的。許多國家禁止使用人體冷凍法，即使允許也僅限於醫學上已認定死亡的遺體。目前提供人體冷凍服務技術的幾家公司僅分佈在美國和俄羅斯，此前已有一些公司倒閉，將遺體解凍處理。

可以理解身患絕症的人們把人體冷凍法當成最後一根救命稻草，但目前這項技術仍存在諸多問題。例如在遺體保存中使用的高濃度冷凍保護劑雖然能保存組織的完整性，卻會毒害細胞。另一方面，解凍過程中，人體是否能保持完好也是個未知數。即使解凍能順利進行，重建人體更是個浩大的工程，需要深入到分子層面的納米醫學技術。而最根本的問題還是大腦記憶及意識的修復，無論神經結構保存得再完好，記憶和意識能否僅通過神經結構的復原來修復仍舊是個謎團。

有人提出，等我們能夠解碼大腦、上傳意識，就可以像電腦重裝系統、下載資料那樣，重獲記憶與人格。但這一切都只是在寄希望於未來。

目前人體冷凍的花費高達幾十到上百萬元。假如這項技術已經發展得足夠成熟，你會考慮休眠到未來嗎？又會出於怎樣的目的休眠？