返老还童不是神话?

2014-12-01 11:19陈小枚
齐鲁周刊 2014年47期
关键词:器官纳米身体

陈小枚

焕然一新的器官

在美国的维克森林大学,安东尼·阿塔拉博士把一台过去用来打印文件的机器进行了改装,现在这台机器可打印活的人体细胞。阿塔拉博士说:“用的不是装墨水的墨盒,而是装细胞的盒子。这台打印机每次可打印一层皮肤,打印出来的皮肤组织结构跟你自己的皮肤完全一样。每个墨盒里装着不同的细胞,都是通过患者细胞培养的。我们开发这项打印科技主要是为治愈灼伤或有外部创伤的士兵。遭受严重皮肤损伤的人只要去见一次医生,就会拥有全新的皮肤。当然,这项科技可能在美容领域也有着诱人的前景。”

人们希望将来医院会变成一间人体商店,在这里70岁或以上的人可选购全新的肾脏、肝脏或心脏,甚至会根据需求制造出完全适合某个人的器官。实体器官是科学家的最终目标。但他们面对着一道致命的路障——血管。

生物打印想要达到如此级别的精细程度,就需现代世界里最精确的微建筑技巧。于是,宾夕法尼亚大学的克里斯多弗·陈找到了这个领域的大师——糖果机。他们不但跟糖果机采用了相同的技术,而且用来生产精细血管网络的主要原料也是糖。

“当这些糖在室温下就会瞬间凝固,于是就能形成自己的结构。一旦这些用糖制作的血管支架变硬,它们就会被细胞盖满。再用水把糖溶化留下细胞组成的空管。这些就是器官的血管。”陈说创造的“组织为你重设了生物钟,制造了一个新器官,这个新器官现在有了自己的生命,它的生命时钟会开始嘀嗒转动,这个器官有着自己的生命周期,这会拯救成千上万人的生命”。

这件事的风险在于很多人担心它会导致一种对自己不负责任的文化,当人们知道器官可以轻易地更换,会愿意去冒更大风险。

铜墙铁壁的保护

用新部件更换旧部件只能治疗症状,不能消除疾病根源。

在我们周围,有一个看不见的微生物和病毒世界。面对这个世界,保护身体不受疾病伤害的唯一方法,是建立一道不可穿透的防线,纳米织物便是关键。

美国康奈尔大学纤维科学家们创造了可捕捉微生物和毒素的布料——纳米纤维,这是世界上最薄的纤维,由高分子聚合物和金属制成,其被开发的用途是捕捉空气中的病毒。其关键在于表面积,一块方糖的表面积填满纳米纤维,可覆盖一个半橄榄球场。实现的秘诀在于编织技巧:电纺丝。电纺丝的原理是施加电荷。在液体表面施加大量电荷,让电压达到一万伏特,然后可从液体里抽出极细的丝,做成纳米纤维布料。

据悉,我们体内只有10%的人体细胞,其余90%是细菌,其中很多对我们的健康至关重要。所以,这些布料除了阻挡微生物外,还可把好的微生物和坏的区分开来。将来我们穿上一件上衣,它会监控健康情况,知道自己是否在跟病毒作斗争、有没有感染。但即便我们在自己周围建造一座堡垒,体内仍会有破坏力量。有些疾病从出生那天起就在等待机会。要想在细胞层面直接对抗疾病需要一支“军队”,既要强大也要智能,而且还足够小。纳米医疗已存在了几十年,如我们熟知的“疫苗”,但科学家们开发的是接下来的一大步。

在美国国家航空航天局艾姆斯研究中心,一种可监控身体的纳米胶囊已被开发出来。这是该中心的最新发明。大卫·罗夫塔斯博士和其他专家创造出了延长生命的医药手段,这种胶囊是一个包含活细胞的容器,可把里面的细胞移植到人体里。罗夫塔斯博士说:“胶囊可监控人体状况,侦测疾病,并在患处释放药物。为在严酷人体环境里生存,胶囊非常耐用,是用碳纳米管制成,其生物惰性很强,能保护胶囊内部细胞不受排外免疫系统的攻击。”

返老还童的身体

如果没有疾病存在,所有人能活的年数几乎差不多。但也许有种方法进入强大的身体系统,能调动控制身体的引擎,逆转青春衰败过程。这样,未来每个人都能长命百岁。

事实证明,抗衰老技术已出现了最新突破。要想减缓衰老甚至逆转衰老痕迹,已知的最好方法是锻炼。锻炼对健康能量和精神健康的任何一个方面都有正面影响。但也有局限性,身体过热体内就会进入关闭模式,避免因为过热而受伤。这种天生的生物安全机制会逼迫我们慢下来,限制我们的表现。年龄越大,身体就会越快到达过热临界点。

在斯坦福大学,科学家发明了一种装置,可让我们越过体内的关闭模式,锻炼更久,衰老更慢。燃烧卡路里会产生热量,让体内温度升高,温度的上升会让肌肉里负责新陈代谢活动的酶变得活跃。要让这些酶活跃有一个理想的温度范围,但如果稍高于这个范围它们就会关闭,新陈代谢过程就会停止。

斯坦福大学的格拉恩想到生物散热器。他说体表没有毛发的皮肤下方区域,有一种独特的血管结构,这种血管结构可让大量血液直接流入皮肤表面下方。一种能让冷水循环到手的周围,把血液里的热量释放出来,然后冷却的血液会直接运行回心脏里的手套已被研究出来。在3分钟内可为体核降温。这项科技不分年龄,可让你在80岁、90岁甚至更老的时候仍然对身体有自信。年老和年轻体力差别会急剧缩小。更进一步地想,有没有可能阻断衰老的进程,或者更进一步彻底逆转它呢?我们也许可以获得永远不会结束的生命,因为我们在人体内发现了一种抗衰老的灵药。

宾夕法尼亚大学的伊沃娜·波塞克博士正研究一种名叫“去乙酰化酶”的神秘物质。这种蛋白质能在分子层面延缓衰老过程。研究发现,面临饥饿威胁时“去乙酰化酶”基因会被激活。这种基因会制造一种蛋白质,能关闭体内的其他基因。从而保存能量抵御饥饿,使寿命延长一倍。不远的将来,或许可以服下一枚药片平衡我们的“去乙酰化酶”水平,来确保休眠基因保持关闭状态。波塞克说最终目标是寻找一种药物,减缓基因混乱导致的人类自身衰败。

永不消逝的意识

对于会死的人来说,不死究竟意味着什么?生物学上的不死也许通过科学就能实现,但我们并没有避免死亡的可靠方法。意外、战争、谋杀、瘟疫、简单的人为错误……这些因素会永远像乌云一样笼罩着我们的生命。但也许有一种方法可完全摆脱凡人躯体的束缚,唯一的问题是你必须先死去。

当人们到墓地探望过世的爱人,他们大多会对着墓碑说话。但未来这种对话的性质可能会进化。我们的思维是身体的精华,或许有一天能制作出自己的复制品,把它转变成一种更加耐久的结构。如果能研究清楚究竟是怎样的运算让我们拥有知觉、理解力等能力,就可以在其他能够进行这类运算的同等装置上运行它们。这样,当一个人感觉生物意义上的寿命即将结束时,可用这种方式继续生活下去。也就是说,未来制造一个你自己的复制品,上传你的思想、感觉和记忆,把其精华转化成另一种形式。

如果尝试复制一个人的思维,必须用如大脑神经元一样小的零件来完成。美国南加州大学爱丽丝·帕克的团队已研究出第一种原料,运用纳米技术复制神经元的活动,包括神经通路以及神经元的突触。帕克设计出了世界上最小的人造晶体管——碳纳米管。如果帕克能制造出像我们大脑一样精密的碳纳米管,也许就能造出人类的备用复制品。但最大的挑战是如何给一个大脑灌注人类精华。

帕克建造的大脑仍是一个婴儿大脑,它很天真,什么都不知道,需要学习。如果能把成年人思维的全部内容转移进去呢?死亡的时候,一个可转移的大脑会改变我们对于生命与死亡所知的一切。可以肯定的是,会有一些人希望拥有自己的复制品,因为谁会比另一个版本的自己更了解自己?很快就可以运用耐久的工具保存我们一生的记忆,可以用一种模拟的形式流传下来。因此,不死的科技迎来黎明,但这也会引发一些问题。谁都不想被时间抹去,所以我们想努力做到不死,留下自己的一丝痕迹,比如文化、艺术、纪念碑以及我们的爱……

未来科技,也许能真的让返老还童不再是神话。endprint

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