永生的期盼:人体冷冻如何操作?
发表于 2024年1月

在讨论真正的人体冷冻之前,不妨先看一下它的初级形态:冬眠。北美黑熊在冬眠期间可以将心率从55次/分钟降低至9次/分钟,对它来说半年的冬眠实际上只老了一个月左右。对于冬眠机制的研究让我们看到了人类冬眠的可能性。不过就算长时间的冬眠可以实现,它的应用范围也相对受限。毕竟在冬眠的情况下,生命的流逝只是减慢而非暂停。

冷冻的原理

想要把生命挪到未来,还得靠真正的人体冷冻技术。根据计算,在零下196摄氏度的条件下,人体经过约2400万年才会衰老常规状态下的1秒。不过人体冷冻显然是一个比人体冬眠更棘手的课题。它面临的第一个问题就是:如何保持器官存活。其中一种方法就是趁器官不注意就把它们给冻上,跳过缺氧的过程。例如我们可以用液氮瞬间把一条鱼冻住,再把它丢回水里,它还能“活”过来。这就是快速冷冻技术的优势。

除了器官缺氧的问题外,人体冷冻还有一个要解决的问题就是冰晶——水在结冰的过程中会形成冰晶,这些冰晶在体内会越来越大,直至刺破细胞膜。这也是为什么我们用自家冰箱冷冻的肉往往会“不够新鲜”的原因。前面用液氮冻鱼的过程,由于降温足够快,不仅鱼的器官没反应过来,鱼体内的水也没反应过来。这些水还没来得及结冰就因为温度过低而不流动了,陷入了一种仍然是水但不会流动的“玻璃化”的状态。因为水并没有结冰,所以密度仍然保持不变,鱼体内的一切就像是被定住了一样,并不会受到什么损伤。

靠液氮冷冻的鱼虽然之后能活过来,但一般都坚持不了太久。这其中的一个重要原因是,虽然冷冻时跳过了冰晶生长的温度区间,但升温时,仍然会经过此温度区间,所以鱼的细胞依旧会受到冰晶的损伤。从食物保鲜的角度来说少量的冰晶损伤,问题不算太大,但把这种方式直接应用在活体动物上显然不可取。

只要气温降到摄氏零度以下,在10分钟之内,木蛙的皮肤下面就开始结冰;3小时后,动脉和静脉血管冰冻,心脏和大脑停止运作;24小时之内,木蛙身体的65%都冻住了。从外观看来,此时的木蛙就像一块有颜色的冰坨。但如果气温回升,木蛙可以逐渐解冻,心脏和大脑恢复功能,身体的其他部分也丝毫未损。只需要几个小时,它就重新活蹦乱跳起来了。

由于浓度低的液体凝固点(冰点)较高,所以通常是浓度较低的细胞间的液体先被冻住。

本文刊登于《世界博览》2024年2期
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