很多科幻作品中都有關(guān)于冷凍睡眠的橋段：船員進(jìn)入睡眠艙后，身體機(jī)能被暫停，直至飛船完成長達(dá)數(shù)十年的漫長航行，在抵達(dá)目標(biāo)星球后才被重新喚醒?，F(xiàn)實(shí)中，也有一些絕癥患者通過冷凍的方式保存了自己的大腦，等待將來“換頭術(shù)”變成現(xiàn)實(shí)的一天，可以換一副身體再次醒來。

最近，一項(xiàng)突破性研究讓人類離科幻場景更近了一步——研究人員首次成功將小鼠大腦進(jìn)行超低溫玻璃化保存，并在復(fù)溫后使其關(guān)鍵的神經(jīng)功能——包括與記憶形成直接相關(guān)的機(jī)制——大部分恢復(fù)如常。

長久以來，低溫保存生物組織的夢想始終受制于一個(gè)簡單的物理現(xiàn)象：冰晶。當(dāng)組織被冷凍時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的水結(jié)成冰，體積膨脹，形成的鋒利冰晶會(huì)像無數(shù)微型刀片，刺破細(xì)胞膜、切斷神經(jīng)元之間精細(xì)的連接，徹底摧毀組織的微觀結(jié)構(gòu)。對于大腦這樣由近千億神經(jīng)元、百萬億連接構(gòu)成的精密器官來說，傳統(tǒng)冷凍無異于一場毀滅性的冰風(fēng)暴。在此之前，從未有實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明，一個(gè)大腦或任何復(fù)雜器官在深度冷凍后，其關(guān)鍵的生理功能可以得到恢復(fù)。

德國埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)選擇了一條不同的技術(shù)路徑：玻璃化。其核心思路不是對抗冰晶，而是根本不讓冰晶形成。他們的方案是用特定配比的冷凍保護(hù)劑逐步替換腦組織中的大部分水分，隨后進(jìn)行極快速冷卻，使剩下的水分來不及排列成冰晶，而是瞬間轉(zhuǎn)化為一種類似玻璃的非晶體固態(tài)。這個(gè)過程仿佛按下了生物時(shí)間的暫停鍵，將大腦的物理狀態(tài)在分子層面近乎永恒地固定住。

研究人員在小鼠腦切片上測試了他們的配方。在電子顯微鏡下，他們看到經(jīng)歷玻璃化與復(fù)溫后，神經(jīng)元細(xì)胞膜輪廓清晰，樹突棘（接收信號的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)）的密度和長度與新鮮樣本無異。這意味著大腦最精密的森林結(jié)構(gòu)，在經(jīng)歷了 -150 攝氏度的嚴(yán)寒后，依然被完整保存了下來。

結(jié)構(gòu)完整固然重要，但功能是否幸存才是真正的試金石。大腦的功能核心在于神經(jīng)元之間的信息傳遞，尤其是長期增強(qiáng)效應(yīng)——這是學(xué)習(xí)與記憶在細(xì)胞層面的物質(zhì)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)給出了鼓舞人心的結(jié)果。在復(fù)溫后的腦切片中，基礎(chǔ)的神經(jīng)信號傳遞得以維持。最關(guān)鍵的長期增強(qiáng)效應(yīng)不僅依然能夠被誘發(fā)，甚至在某一類神經(jīng)連接中表現(xiàn)得比處理前更強(qiáng)。盡管其中機(jī)理尚未完全明了，但這明確表明，在低溫暫停之后，存儲(chǔ)記憶和形成新記憶的生理潛能被成功保留了下來。

在腦切片實(shí)驗(yàn)取得成功后，團(tuán)隊(duì)向終極目標(biāo)邁進(jìn)：完整保存整個(gè)小鼠大腦。這一步的難度大幅增加，因?yàn)槔鋬霰Ｗo(hù)劑必須通過血管系統(tǒng)輸送，并穿越血腦屏障。最初的嘗試曾導(dǎo)致災(zāi)難性脫水，大腦嚴(yán)重皺縮。團(tuán)隊(duì)最終通過脈沖式灌注結(jié)合補(bǔ)水的策略，部分解決了這一難題。最終，在三分之一的成功案例中，對于復(fù)溫后大腦的海馬體齒狀回區(qū)域的神經(jīng)元，電生理活性得到了良好保存。雖然這只是完整大腦功能評估的一小步，但足以證明實(shí)驗(yàn)原理的可行性。

對于研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病的科學(xué)家而言，未來或許能建立大腦組織的低溫“銀行”，隨時(shí)取用保存完好的活體樣本進(jìn)行研究。這項(xiàng)技術(shù)或許還能為目前的不治之癥患者提供一種未來選項(xiàng)，也為遙遠(yuǎn)的星際旅行設(shè)想了一種可能性。當(dāng)然，從小鼠大腦的初步成功到安全應(yīng)用于人類，中間仍有極其漫長的科學(xué)、技術(shù)與倫理之路需要探索。研究作者強(qiáng)調(diào)，這距離科幻中的“人體冷凍復(fù)活”或大型器官長期保存應(yīng)用仍非常遙遠(yuǎn)。