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「復活」豬腦帶來的生死啟示

4月17日,《自然》雜誌刊登了耶魯大學的一項研究。科研人員從死去的豬體內取出豬的大腦,又使之「局部復活」。該實驗不僅是一次成功的技術實現,而且提出了一個發人深省的命題:如果大腦和身體可以在現實中陰陽兩隔,生與死的界限又該如何定義?技術不僅了改變了人的身體,還在形塑人們對死亡的觀念嗎?

牟慶璇 編譯

在復活豬腦的實驗中,研究人員通過為腦細胞提供氧氣和營養物質,從而恢復了豬腦的一部分細胞功能,如分解糖類產生能量、合成蛋白質等。需要強調,這並非完整意義上的「腦復活」研究。儘管如此,研究結果既強化了目前人類已知的大部分內容,又為新領域的探索打開了大門。

死亡的技術化定義

幾千年來,心跳和呼吸有沒有停止,是判斷一個人是不是還活著的標準。戰場上的軍醫在緊急時刻判斷士兵有沒有犧性,會用一塊小鏡子放在士兵的嘴邊,過一會兒看看鏡面上有沒有哈氣。

然而從醫學角度看,心肺功能與大腦緊密相關,要確認哪一部分先導致了死亡不那麼容易。一方面,依靠心肺提供的氧氣和養分,大腦的神經元才能正常工作。另一方面,心跳和呼吸的節奏又受制於腦幹部位的植物神經信號。

從上世紀30~50年代起,心肺功能與大腦的緊密依存關係被打破了。人類發明了醫療機械,有了幫助維持呼吸的呼吸機,以及幫助維持心跳的心臟起搏器。然而,此前還沒有任何一台機器能夠救回一個腦部重創的患者。

這樣一來,比起呼吸和心跳,腦的存活似乎更為關鍵。於是,「腦死亡」的概念被引入作為死亡的另一個定義,以補充心肺衰竭導致的死亡。雖然腦死亡在美國和世界大部分地區被合法採用,但仍然是一個存在爭議的領域。

大腦的死亡沒那麼簡單

在上述研究中,耶魯大學的科學家從被屠宰的豬身上取出大腦,將它們連接到一台機器上(Brian-EX),該機器通過抽取人造血液提供營養,並監測腦細胞的活動。結果表明,即使死亡數小時,某些腦細胞功能也可以在這個實驗環境中恢復。大腦的死亡並不是發生在心臟停止跳動的那一刻,大腦可能具有比已知的更好的癒合能力。

心臟停止跳動後,一般認為人已經死亡。但是,在心跳停止後,有時可以自行恢復,這稱為自動復甦。在這種情況下,似乎已經死了幾分鐘的人可能實際上並沒有死亡。

但是大腦與心臟的情況不同。如果大腦沒有氧氣和能量供應,會發生不同程度的腦損傷。根據缺少能量的時間長短,大腦只能保存部分活力,但具體的不同程度仍然是神經科學家尚未完全了解的領域。這種功能受損的大腦將如何運作是需要探索的最大挑戰之一。

例如,對頭部的猛烈撞擊可導致大腦中出現瘀傷或出血,在某些情況下可通過手術除去。然而,儘管不再出血,在隨後的幾天中,周圍區域有時會開始腫脹,就像大腿上的大塊瘀傷經歷不同階段的顏色變化一樣。目前還沒有針對性的治療方法,但有些因素會使傷害變得更加嚴重,例如在癒合階段血壓過低或缺氧。

想像一下骨折的情形:骨頭斷裂只是第一步,未來幾周會出現腫脹和疼痛。在大腦中,這一過程會更加精細。

「復活」的大腦:生死之間的啟示

耶魯大學的科研人員僅僅恢復了腦細胞的部分功能,將大腦移植到活體內遠比這個複雜。對科學家來說,最大的挑戰之一就是如何將腦幹與活體中切斷的脊髓重新連接起來。只有重建這種連接,大腦才能沿著脊柱發送電信號,控制各項身體功能和運動,並對來自身體其他部位的感覺刺激做出反應。

在這項研究中,研究人員特意通過化學物質阻斷神經元放電避免豬腦恢復意識,這種情況下並未觀察到任何能夠表明「復活」豬腦具有意識的大腦活動。但要讓離體大腦恢復意識也並非天方夜譚。在隨後的實驗中,研究人員切除了部分腦組織,並對這部分大腦施加了電刺激,他們發現這部分大腦中的神經元在外界刺激下仍能放電。

「復活」豬腦的研究結果給新領域的探索帶來了曙光,人類對大腦及神經科學領域的探索也在逐漸深入。去年,加州大學聖迭戈分校的研究人員報告稱,培養皿中的「迷你大腦」首次自發地產生了與人類相似的腦電波。這些腦類器官——實驗室中培養的三維腦組織團塊——的放電模式與早產兒的大腦相似。

4月25日,《自然》雜誌上發表了加州大學舊金山分校的一項最新成果,該校神經外科教授愛德華·常和他的同事開發出一種可以將腦電波轉化為語音的解碼器。這套人類語音合成系統,通過解碼與人類下頜、喉頭、嘴唇和舌頭動作相關的腦信號,合成出受試者想要表達的語音。

隨著對腦科學研究的不斷發展,神經系統疾病的治療可能會出現新的突破。醫療技術手段不僅給新的生命方式賦能,同時重新定義了生死之間的界限,人類社會需要應對隨之而來的死亡倫理問題。未來留待普通人思考的問題似乎是:如何相應地改變對生命和死亡的觀念,以及如何對待技術輔助下的生命。


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