很多人都會好奇，天才的大腦究竟長什麼樣？

愛因斯坦的大腦就是因爲這樣的“理由”被無奈解剖。愛因斯坦的遺願是安詳離世，不希望自己的大腦或身體被用於研究。但一個震驚世界的事件發生了——1955年，愛因斯坦與世長辭，當晚值班的病理學家托馬斯·哈維把愛因斯坦的大腦偷走了。

爲了揭開天才之謎，托馬斯·哈維將愛因斯坦的大腦切成了240塊，保存在火棉膠裏（纖維素的某種又硬又堅韌的形態）。現如今，普林斯頓大學醫學中心保管着170塊切片，還有46塊腦組織的薄片在費城馬特醫學歷史博物館展出，其他切片至今仍下落不明。

如果，我們大膽設想下，愛因斯坦的大腦沒有被切片研究，如今我們可以復活他嗎？如果當時大腦是被冰凍起來的，未來科技可以讓愛因斯坦恢復意識和聰明才智嗎？或許有這樣的機會。

不久前，復旦大學邵志成博士團隊成功將冷凍了18個月的大腦復活，這一研究成果已在《細胞》子刊上發表。（論文地址：https://www.cell.com/cell-reports-methods/pdfExtended/S2667-2375(24)00121-8）

該團隊提出了一種新型腦類器官冷凍保存技術MEDY，可用於保存人類腦組織和神經類器官，爲研究腦疾病的病理機制、腦損傷的類器官移植和藥物發現提供了新的途徑。那麼，冷凍人腦如何能實現大腦的組織復活？復活後的大腦，學過的知識和曾經的記憶也會完好保存下來嗎？從解凍人腦到人類永生，人類追求永生做了哪些事情？以下，Enjoy：

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復活“冰凍大腦”一共分幾步？

日常生活中，鮮肉或者水果凍過再解凍會變軟，人腦或類人腦組織也會遇到這樣的問題。

因爲細胞中含有大量水分，一旦被凍，水的體積會膨脹，並形成尖銳的冰晶，把細胞“撐破”。因此，腦類器官冷凍保存的最大挑戰是避免或減少冰晶的形成。這也是學界一直需要攻克的難題。

以往的冷凍保存技術已被證明適用於胚胎幹細胞、配子、胚胎、膠質母細胞瘤類器官、子宮內膜器官，這是因爲膠質母細胞瘤和子宮內膜類器官都具有很強的增殖和再生能力，可以增加冷凍保存後細胞的存活並促進傳代後的恢復。但腦細胞含水量高達80%，對低溫損傷很敏感，傳統技術無法保存大多數功能性神經元。

因此，復旦大學團隊在實驗過程中，先利用人類胚胎幹細胞培育出大腦類器官，然後將其放入不同的化學藥劑中，冷凍至少48小時後再解凍，監測其生長和細胞死亡情況。

MEDY對皮質類器官功能結構的保護

最終，研究團隊發現由甲基纖維素、乙二醇、DMSO和Y27632組成的化學藥劑效果最爲理想——大腦類器官組織解凍後，死亡的細胞最少、生長得更多，這種藥劑被命名爲“MEDY”。隨後，研究團隊不斷延長冷凍時間，發現大腦類器官最長的冰凍時間達到了18個月，腦器官解凍後依然有活力。

講完了冰凍過程，要說下如何解凍“大腦”。解凍步驟如下：1.將需要解凍的樣本（如腦類器官或腦組織）從液氮中取出；2.放到37°C溫度下使其儘快解凍；3.需要小心地將類器官轉移到含有10μM Y27632的W4培養基中培養兩天，然後繼續在37°C下培養；4.第三天起，使用不含 Y27632的W4培養基，繼續培養兩天。後續根據實驗需求，對解凍後的樣本進行進一步的處理和分析。

此外，爲了擴大 MEDY 冷凍保存技術的潛在臨牀應用，研究人員從一名9個月大、患有癲癇的女孩身上取出了3立方毫米的腦組織。解凍後，腦組織在實驗室培養物中存活了兩個星期，仍然保持着活躍狀態。

癲癇兒童來源的皮質類器官和活腦組織的保存情況

爲了驗證MEDY冷凍保存後解凍的類器官是否仍然具有功能性神經元活性，研究人員進行了鈣成像。經過約20秒的刺激後，可以在MEDY冷凍保存的類器官中檢測到強烈的鈣活動。這意味着，冷凍保存後穀氨酸能突觸連接仍然得以維持。

RNA測序揭示了MEDY冷凍保存技術背後的基因表達變化

綜上所述，這些結果表明，在MEDY冷凍保存期間，皮質類器官的功能細胞結構可以得到很好的保存。

我們可以看到，這項研究展示了MEDY低溫保存技術在人類腦組織和神經類器官保存方面的有效性和適用性，爲腦科學研究和相關醫療應用開闢了新的途徑。

那麼，如果當初愛因斯坦的大腦被冰凍，有沒有可能成功喚醒這位天才？坦白講，難度很大。該項實驗的研究人員也承認，MEDY低溫保存技術可以維持腦類器官的細胞多樣性、功能結構和神經網絡活動，但很難在冷凍後保留神經類器官的相同發育階段，對腦組織的保護可能有限，可能更適合保護腦組織的病理特徵和一些神經元的存活。如此看來，讓解凍後的大腦恢復如初，甚至具有主觀意識活動，這個科學難題更是無法證實。

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從古至今，人類追求永生的願望從未停歇。傳言，古埃及人制作木乃伊是爲了他們在將來的某個神祕時候重新復活，開啓來世之旅。而冰凍大腦和人體發展至今，同樣是爲了人類所期望的終極目標——長生不老。

而通過冰凍實現永生的暢想，最早始於20世紀中期。

1949年，英國生物學家波爾熱（C. Polge）和史密斯（A. U. Smith）偶然發現精子在甘油溶液中可以經歷低溫冷凍而不死亡，使低溫保存作爲低溫生物學的一個重要研究方向登上歷史舞臺。按照阿倫尼烏斯公式（Arrhenius equation）估算溫度對生化反應速度的影響，若一生物體在4℃下能存活2小時，則其在-40℃下可保存數日，-80℃下可保存數月，-196℃下甚至可以保存幾個世紀。

1962年，物理學講師羅伯特·埃廷格在《永生的前景》一書中提出了人體冷凍的概念。羅伯特博士認爲人類也和這些生物一樣，具有“冷凍復活”的潛力。“死亡是一個漸進的過程，如果身體被凍得足夠快，死亡是可以逆轉的。”

他還在書中寫道：“我猜，我們中的大多數將來會被用無損的方式冷凍起來。”2011年，他去世後，成爲他自己創立的阿爾科冷凍研究所的第106個冷凍人。

羅伯特·埃廷格

實際上，在羅伯特·埃廷格提出這個概念之後，美國和其它國家掀起了人體冷凍運動，出現了包括紐約冷凍技術協會、加州人體冷凍協會等機構。但當時，羅伯特只是一個未來概念，沒想到真的有人願意做第一個喫螃蟹的人。

詹姆斯·海勒姆·貝德福德是前加州大學伯克利分校心理學的一名教授，生前沉迷研究冷凍技術。1965年，身患癌症的貝德福德得知自己時日不多，立下遺囑說明：自己願意接受人體冷凍的實驗。於是，貝德福德死後就被立即冷凍，且將血液抽走，灌注了冷凍保護液，成爲了全世界第一個被實施“人體冷凍”術的人。

貝德福德原定2017年解凍，但家人選擇再等50年，所以至今仍在冷凍中。而負責管理貝德福德的機構是美國“阿爾科生命延續基金會”Alcor。它是全球範圍內屈指可數的一家人體冷凍公司，成立於1972年，因重慶女作家杜虹在阿爾科冷凍大腦曾一度在國內引起轟動。

時至今日，全球範圍仍有不少人嘗試“人體冷凍”。《紐約時報》報道，截至2021年全世界大約有500人被儲存在冷凍艙中。但背後主要是四家人體冷凍公司在運作：除了上述的阿爾科（Alcor），便剩下美國的人體冷凍研究所（Cryonice Institute）、俄羅斯的KrioRus和中國的山東銀豐生命科學研究院。

但不同公司的冰凍技術也有差異。與阿爾科（Alcor）略有不同，美國冷凍機構 CI 使用的防凍劑名爲CI-VM-1防凍劑，這是一種玻璃化溶液混合物，濃度爲 70%。冰凍人體時，該溶液被放在冰箱至冰點以下，然後在人體的鎖骨插入插管，順着頸動脈進入心臟和大腦從而實現全身灌注。

而俄羅斯的KrioRus採用氣體路線，將一種混合惰性氣體注入人體後，開始降低溫度，讓細胞就會變成果凍狀物質，這種方式也可以避免形成結晶。此外，俄羅斯人體冷凍技術公司KrioRus還曾透露，用於深空飛行的“人體冷凍術”2032年可能面世。宇航員經過漫長的“冬眠”後在太空艙“覺醒”，這種科幻片中的橋段也將成爲現實？

山東銀豐生命科學研究院是中國唯一的人體冷凍研究中心，曾在2017年完成了中國本土第一例“冷凍人”展文蓮的手術。目前，展文蓮等“冰凍人”以頭朝下的姿態放置在一個容積2000升、高約4米的不鏽鋼液氮罐內，裏面溫度爲零下196℃。在這之後，科研人員每天都來監測罐內的液位、內外溫度以及罐體不同點的溫度，每隔10-15天，會向罐內補充液氮。

雖然，目前四大機構都沒有成功喚醒人類，但他們收取的手術費用和維護費用，相當不菲。譬如，“阿爾科生命延續公司”冷凍全身需要20萬美元+每年的維持費用，冷凍大腦也需要8萬美元+每年的維持費用；要在 CI 進行全身人體冷凍服務及貯存，終身會員的收費爲2.8萬美元，非終身會員則爲3.5萬美元。另外，隨時候命及運輸服務的收費爲8.8萬美元至9.5萬美元。

要在銀豐研究院完成冰凍人體手術的費用構成：液氮罐，40萬；程序降溫設備，40萬；體外循環機，100萬；呼吸機，七八萬；冷凍保護劑的費用二三十萬，這還不包括專家費用，救護車費用等等。此外，人體進入低溫保存狀態後補充液氮，這項費用大約爲每年5萬元。

用時間和金錢，真的能換一個長生不老的未來嗎？目前，任何一家研究機構都不能給出明確的回答。可以看到，全世界的冰凍人體和冰凍人腦案例，至今尚且沒有復甦成功的案例。更有不少“冰凍人”，因爲儲存公司破產而遺體解凍、腐爛……

冰凍不僅代表着無生命轟動的靜止，也預示着暫停。當生命按下暫停鍵，“冰凍人”一直在等待被輕輕喚醒的一天。因此，總是有人願意相信那個未來，那個冰凍人張開雙眼的未來。

坦白說，他們的相信有一定科學依據。現代超低溫生物學發現，人體細胞分裂的平均週期是2.4年，分裂50次就會壽終正寢。如果細胞分裂二十次的時候，放在-196℃超低溫下細胞的一切生命活動就會停止。可當恢復常溫後，細胞還能繼續剩下的分裂。這也正是冰凍人的科學依據。

同時，越來越多生物或生命體被冰凍數年後復甦的案例也帶來了希望——美國全國廣播公司報道，2020年，一顆被冷凍了27年的胚胎被人“領養”後發育成正常的新生兒。這意味着只要胚胎在液氮中保存得當，理論上可以無限期具有活性。

同時，2023年發表在《公共科學圖書館：遺傳學》上的論文表明，研究人員復甦了數條深埋在西伯利亞凍土層中、處於“隱生”（cryptobiosis）狀態下的年齡約爲4.6萬歲的線蟲。未來，仿生型低溫保存技術或許成爲今後突破人體低溫保存技術瓶頸的方向之一。

但冰凍人體的研究仍是人類的無人區。或許只有到了冰凍人“睜開”雙眼的那一刻，“冰凍復活”的質疑可能纔會停止。可是，這又將需要等待多久？沒人能說清未來會怎樣。

References

1.Cell：Effective cryopreservation of human brain tissue and neural organoids

2.《自然》：低溫保存技術複雜，當前技術無法使人體恢復如初 來源：自然雜誌，作者：竇蒙家、張明寬、饒偉、劉靜

3.愛因斯坦的大腦被切成了240塊 來源：國家地理中文網

4.中國首例本土人體冷凍已完成，“復活”離我們還有多遠？來源：上觀新聞

5.-196°C休眠百年，深度揭祕“人體冷凍術” 來源：DeepTech深科技

6.復旦團隊重大突破登Cell，破紀錄復活「冰封」18個月人腦！三體雲天明計劃成真？來源：新智元

7.中國首例本土人體冷凍今年5月完成 每年補充液氮需5萬元 來源：科技日報

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