咱们都知道科幻小说里那种深度冷冻、让时光旅行者几百年后还能苏醒的桥段,现在科学家真的把这种事做到了一部分。他们在老鼠身上试验了一种新技术,能让冷冻的大脑部分功能还在,这项研究刚刚登上了美国《国家科学院院刊》。Alexander German博士是德国埃尔朗根-纽伦堡大学的,也是这篇论文的第一作者。他给咱们讲了个大道理,大脑功能其实就是身体结构的延伸,现在咱们得琢磨琢磨怎么才能让它从完全关机的状态重新启动。 其实科学家以前就试过高年级脊椎动物甚至是人的脑组织冷冻解冻实验,发现神经元在细胞层面是能活下来的,解冻后也能恢复点功能。不过想完全像没冻过那样放电、代谢还有脑可塑性嘛,基本没戏。美国新罕布什尔大学的Mrityunjay Kothari觉得这是一大进步,毕竟把科幻想变成了科学现实。 问题是大脑不好办啊,你看那些大面积结冰会到处乱串、刺穿脆弱的纳米结构,还有渗透压和保存剂的毒性都得考虑。为了解决这个麻烦,Alexander German团队搞出了一个“无冰保存法”——玻璃化冷冻。就是把液体快速降温,让分子还没来得及结成冰就被冻住变成玻璃态了。他们想看看在分子运动完全停了之后,功能还能不能重新启动。 团队拿350微米厚的小鼠脑切片开刀,这切片里头含有负责记忆和导航的海马体。先把切片泡在有保存剂的溶液里预处理一下,再用零下196摄氏度的液氮猛冻一下,最后在零下150度的房间里保存个10分钟到7天。拿出来用温水解冻后一检查,好家伙!显微镜下看神经元和突触膜都还挺完整的,线粒体也没发现有啥代谢损伤。做个电生理记录发现对刺激反应虽然有点偏差但基本还行。尤其是海马体的突触通路还能出现“长时程增强”,也就是学习和记忆的基础机制。不过这个观测时间有限,就几小时。 后来他们又把这个技术扩展到了整个老鼠大脑上,让它在零下140度的玻璃态下待了8天。不过方案得老调新调的改改,尽量减少脑萎缩还有保存剂的毒性。解冻后切了片一看海马体的神经通路都活着还能长时程增强。不过因为只看了切片没做活体实验,到底记忆还在不在也说不准。 Mrityunjay Kothari说全脑冷冻的成功率不高,没法直接套用到人身上,人家身体太大了有热传递问题还有可能开裂。Alexander German也说要想保住人的大器官还得继续搞更好的溶液和冷却技术。(王方)