-196°C休眠百年，深度揭秘“人体冷冻术”
“只送大脑。” 他说。
托马斯・维德要将云天明的大脑送往三体文明，刘慈欣在《三体》中这样描述云天明的大脑被冷冻保存的场景：在他们正中有一个工作台，上面放着个一米左右高的不锈钢圆柱形绝热容器，刚刚密封，从容器中涌出的超低温液氦产生的白雾还没有消散。由于低温，那些雾紧贴着容器的外壁缓缓流下，流过工作台的表面，像微型瀑布般淌下，在地板上方消失了……
可不可以将大脑和身体速冻保存，等待数个世纪之后高度发达的人类科技将之唤醒 “复活”？
每天穿梭在一个有 181 具尸体的、充满超现实感液氮雾气的昏暗空间里，Linda Chamberlain 并不觉得这很变态，她会时不时地停下来，隔着一个 3 米多高的、像《三体》描述中的不锈钢罐，和她死去的丈夫 Fred Chamberlain 打招呼，和她丈夫 “住” 在一起的还有另外 8 个人。
尽管这些在罐子里的人都已被临床医生和法律宣布死亡，但是 Linda 称他们为 “患者” 而非 “尸体”，“因为我知道他们有恢复生命和健康的潜力。我也有可能再次和他们在一起。”
Linda 和丈夫共同创办了全球为数不多的冷冻人体机构之 —— 阿尔克生命延续基金（Alcor Life Extension Foundation，以下简称 “阿尔克”），除了这家在 1972 年就成立的美国公司以外，美国的 Cryonics Institute（以下简称 “CI”）、俄罗斯的 KrioRus 以及中国的山东银丰生命科学研究院都在做同样的事情。
图 | 山东银丰生命科学研究院在保存人体（来源：edtimes）
自成立以来，已经有 1317 人选择花费近 30 万美元报名将自己的尸体送往 “阿尔克” 的不锈钢罐子中，而不是送往墓地。
这 1317 人认为他们用低价获得了重生的机会，批评人士说这和相信 “不老泉” 的神话没什么不同，科学家说使死去的大脑复活的研究已经有数千年了，现有技术并不能充分保护人体和大脑。
冷冻人体的步骤和价格
100 年前死亡的人们，如果是活在现在，可能会因当下的医疗干预手段而得救。那么现在死亡的人是否可以利用接下来 100 年医疗技术的发展而活着呢？
1962 年，“人体冷冻之父” 罗伯特・埃丁格（Robert Ettinger）出版了《永生的前景》一书，在美国和其它国家掀起了人体冷冻运动，当时，出现的冷冻机构包括纽约冷冻技术协会、加州人体冷冻协会等。
人体冷冻技术是将人体全身或者头部低温保存（一般 - 196℃ 以下），以期未来的技术可以解冻复活并获得治疗。人体冷冻包括两种类型，一种是全身冷冻，一种只冷冻大脑，也就是神经冷冻。
人体冷冻的过程与冰箱式冷冻完全不同。
患者死亡的前一周，冷冻小组的人员需要在患者旁边等待，一旦心脏骤停，医生宣布死亡后，就会立即开始冷冻预处理。
冷冻小组会立即冰却患者，特别是头部，同时，也会人为保持血液和氧气的循环，防止脑死亡，随后会注射抗凝剂，防止血液凝固。
一般情况下，患者会选择临终关怀医院或者是离冷冻机构较近的医院，因为后续步骤需要在冷冻机构中完成。
图 | 当人体冷冻的候选者到达 Alcor 公司时，他们的身体会被插管保存在冰上，与此同时，一个机械搏击器会让血液在他们的身体内流动，所有这些都是为了尽量减少细胞损伤（来源：CNET）
当患者被宣布死亡并进行初步的冷却后，会被快速运输到冷冻机构，进行第二步：灌注。冷冻小组会用低温保护剂代替人体中的血液和水分，防止在冷冻的过程中形成冰晶破坏血管等组织。
美国另一家冷冻机构 CI 使用的防冻剂是一种玻璃化溶液混合物，他们称为 CI-VM-1，浓度为 70%，该溶液被放在冰箱至冰点以下。同时人体鼻咽处会放入热电偶用来监测脑核心温度。
灌注方式主要是通过颈动脉，会在人体的锁骨上留一个小切口并插入插管，这样防冻剂就会进入心脏和大脑从而实现全身灌注。
图 | 用于灌注的手术器械（来源：CI）
在灌注完成后，人体中的水分和血液都会被保护剂代替，随后转变为固态玻璃状物质，这一过程称为 “玻璃化”，可以让人体无冰保存，防止冷冻过程中冰晶的形成造成对组织等的损害。
随后，人体将被放在冷却装置中约五天半的时间，当人体温度逐步降低到 - 196℃ 之后将之移入低温恒温箱中长期保存，并每日监测液氮水平，定期增加液氮。
图 | 詹姆斯・贝德福德（James Bedford）因胃癌在 73 岁时进行了冷冻（来源：Facebook）
1967 年，加州人体冷冻协会进行了全球第一例人体冷冻，来自加利福尼亚的一位心理学教授詹姆斯・贝德福德（James Bedford）因胃癌在 73 岁时进行了冷冻。
与现在的技术相比，贝德福德当时使用的冷冻保护剂很原始，冻存小组的人员向其注射了二甲基亚砜，用干冰冷却到 - 79℃ 后，最终被安置在液氮中永久保存。
在 1980 年以前，全球大约进行了 20 次冷冻，但是几乎所有患者最终都被解冻，贝德福德则是 “幸运儿”，虽然因为各种原因他被辗转各处，但幸运的是目前他还被存储在 “阿尔克”。
在阿尔克的官方标价中，全身冷冻需要 20 万美元，神经冷冻需要 8 万美元。
图 | 纪录片《冻结的希望》中 2 岁的 Einz 的头部被冷冻存储在阿尔克（来源：纪录片《冻结的希望》）
2015 年，《三体》的编审杜虹女士因胰腺癌去世，享年 61 岁，在自己和家人的意愿下，杜虹的头部被冷冻存储在阿尔克，花费 75 万元，这是中国首个进行冷冻的人。
不同于 “阿尔克” 可以选择冻身体或者冻脑子，CI 仅提供冷冻身体，价格为 28,000 美元，他们认为虽然头部冷冻的玻璃化更容易完成，且头部的长期液氮保存比全身更有效，但是保存整个身体更为重要。
目前，CI 完成了 196 例人体冷冻，注册的会员有 1725 位，CI 不仅会冻存人体，也冻存宠物、DNA、组织等。
除了 CI 之外，KrioRus 也会提供冷冻宠物的服务，它成立于 2003 年，目前，已经冻存了 76 位人类患者和 44 只动物，有超过 500 人签署了自己或者亲属去世后冷冻保存合同。它的费用至少为 28000 美元，具体取决于冷冻的类型以及冷冻前的服务和冷冻后的服务。
中国山东银丰生命科学研究院成立于 2015 年，首位在这里进行冷冻的是患有肺癌的展文莲，45 岁。目前为止，山东银丰生命科学研究院已经进行了 10 例人体冷冻，年龄最大的 72 岁，最小的 13 岁。
全球有超过 460 人处于低温休眠，大部分是因病去世后进行了冷冻，年龄最大的 92 岁，最小的仅 2 岁，有超过 3000 人签署了死后冷冻的协议。
冷冻对人体的损害是否可修复？
现阶段，科学家已经对玻璃化保存的肾脏进行了移植。
21st Century Medicine 是美国的一家冷冻生物学研究公司，他们主要研究冷冻保护剂和相应的冷冻方案，在 2005 年的冷冻生物学年会上，该公司宣布将兔子玻璃化的肾脏解冻并成功移植，48 天后，将兔子安乐死。2016 年，他们再次成功进行了相同的试验并进行了组织切片，发现兔脑的神经元连接完好，这些神经元对于性格和记忆至关重要。
图 | 直接冻存的肾和玻璃化的肾（来源：阿尔克官网）
目前来看，玻璃化可以防止冷冻过程中冰晶的形成，但是有一个问题是不容忽视的，玻璃化转变温度一般为 - 90℃ 和 - 130℃ ，远高于真正需要的储存温度，冷冻过程中，人体温度趋近于液氮温度时，固态的物质会进行收缩，但是这种玻璃状物质无法收缩，这种相互的力会造成组织破裂。
在 1984 年，阿尔克就对 3 位冷冻的患者进行了检查，并且发现了组织破裂，很多器官发生了类似骨折的压裂，阿尔克随后将这些患者转为了神经冻存，同时，他们也对患者进行了组织学切片，并发现患者的细胞性能极佳。
图 | 阿尔克对冷冻患者的组织切片（来源：阿尔克官网）
在 2001 年的冷冻生物学年会上，寻求玻璃化血管存储的冷冻学家就对于这一问题作了报告，他们发现如果玻璃化之后，先将温度降低，再升温到玻璃化转变温度之上，然后再降温，就可以保护血管不破裂，这一过程类似于 PCR 过程中的 “退火” 程序。
迄今为止，在液氮中存储是长期冷冻的 “金标准”，如果开发其它的储存方式，比如有些冷冻学家提出尝试开发较高温度的储存，这样就可以与玻璃化转变温度相契合，但在成本方面，还是长期储存上，都还是未知的难题。
CI 也承认当前的冷冻技术对于人体有损害，但是这种损害是有限的，能够在未来被诸如纳米技术、3D 打印等技术修复。
在纪录片《冻结的希望》中，Einz 的哥哥在妹妹冷冻一年后，曾去拜访了美国一位人体冷冻所的专家罗伯特・麦金泰尔（Robert McIntyre），他表示，Einz 能够重生的几率只有 0.1%，因为在冷冻过程中严重的脱水，大脑会被损坏。Einz 的父母都是医疗工程博士，他们深知这意味着什么。
现在，罗伯特成立了一家公司来冷冻人类的大脑，同时研究记忆的存储，他认为长期记忆存在于神经元结构的排列中，当用戊二醛固定大脑后，这些信息也应该会被保存。
达尔豪斯大学的神经学家理查德・布朗（Richard Brown ）则认为，“当你死后，脑细胞会死亡，所以死亡后无记忆，不可能在神经元中找到记忆。”
但是也有不同的意见。霍华德・休斯医学研究所的资深科学家肯・海沃思（Ken Hayworth）则认为，“虽然大脑复兴的几率微乎其微，但并未为零，只需要保留神经元突触的连接模式和突触的超微结构”，麻省理工学院的神经学家艾伦・贾萨诺夫（Alan Jasanoff）与海沃思的意见相同，他认为罗伯特的技术能够将记忆保存下来，但是如何解密有待商榷。
图 | 神经元（来源：blogspot.com）
从贝德福德被冷冻到现在，还没有人被复活过，阿尔克、CI 以及 KrioRus 在官网上明确表示，以目前的技术，除了冷冻胚胎之外，没有人能够从远低于冰点的温度下复活。尽管阿尔克曾经复活过 - 196℃ 下保存的线虫和蠕虫，显然，对于大型的动物的复活，还需要很多的努力。
对于遥远的未来，如何复苏冷冻的人，KrioRus 在官网上明确表示：无法确定，他们猜测在 30 年后，可能会在人体冷冻上有重大的突破性进展。Linda 希望在 50 到 100 年内，能够拥有让患者恢复健康和功能的医疗技术，阿尔克也希望未来的技术，例如分子纳米技术可以逆转冷冻过程中的损害。
著名科学家、实验室负责人阿列克谢・科瓦列夫（Alexei Kovalev）有一篇文章的结语是：“也许冷冻医学很快就会进入普通的生物医学武器库，我们将逐渐不得不改变关于生死的自然科学观念。”
参考资料：
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2781097/
https://futurism.com/neoscope/freezing-donated-organs-arigos
https://www.alcor.org/library/postmortem-examination-of-three-cryonic-suspension-patients/
https://www.statnews.com/2019/01/30/nectome-brain-preservation-redemption/
https://nectome.com/the-case-for-glutaraldehyde-structural-encoding-and-preservation-of-long-term-memories/
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