一觉醒来穿越到几万年后，可能吗？古老线虫可以做到

出品：科普中国

作者：钱昱（中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心博士）

监制：中国科普博览

“复仇者联盟”里的美国队长在二战尾声中的一次行动中坠海冰封，直到2011年才被解冻苏醒，对他而言可能就只是一个略显漫长的梦，但近七十年里整个世界有了翻天覆地的变化。

被冰封的美国队长

（图片来源：《美国队长》剧照）

那现实生活中我们是否也能把自己冰封后在未来苏醒呢？

古老线虫可以做到！

2018年，科学家们复活了在西伯利亚永久冻土中冻结了数万年的古老线虫，当时其生命起始被认为可以追溯到4.2万年前，在2023年的最新工作中，科学家们通过精确的放射性碳检测技术发现，这些古老线虫至少在4.6万年前就一直在西伯利亚地区保持“死醒”状态，也叫作“假死”或“隐生现象”。

来自4.6万年前的线虫

（图片来源：参考文献[1]）

隐生状态下，生命的新陈代谢能力将会被降低到无法检测的水平，相当于给生命按下了暂停键。常见的例子有：一种在蜜蜂腹部保存了2500万年至4000万年的芽孢杆菌孢子，以及在古湖泊中保存的一颗1000至1500年前的莲花种子，它们都能继续发芽，重新开启被暂停的生命；水熊虫、轮虫和线虫等后生动物也能长期保持隐生状态，它们即使被冰冻了数十年乃至数万年，只要一解冻，回到正常温度，它们就能复活，能吃能喝还能正常繁殖。

刚饱餐一顿藻类的“穿越”水熊虫

（图片来源：Megumu Tsujimoto）

再高等一些的动物，比如蛙、蛇、熊之类的，它们都可以进行冬眠，保持低新陈代谢水平的持续时间基本只有一个冬天。有种生活在阿拉斯加地区的北美林蛙，每年冬眠将近8个月，在-4℃低温条件下冰冻两个月后依然能够解冻存活。

那么人类能不能也像线虫一样冰冻个几万年后再解冻复活呢？很遗憾，目前还是不现实的。

人类为什么做不到？

如果你小时候调皮，不小心把啤酒和可乐之类的碳酸饮料放进速冻层，那你应该会知道，水变成冰后很容易把瓶子撑爆（友情提醒：这个操作非常危险，请勿如此操作）。

被冻啤酒撑爆的啤酒瓶

（图片来源：veer图库）

人是由细胞构成的。在低温环境下，细胞内液因水结冰形成的冰晶会直接损害我们的细胞，就像这些啤酒瓶一样被冰晶刺得支离破碎。同时，水分子慢慢排列成有序晶体结构的过程中也会排斥本来溶于水的钠盐、钾盐、钙盐等析出，高浓度的盐分也会对细胞造成脱水损伤乃至死亡。

而上文提到的水熊虫则可以将身体蜷缩成桶状，并将身体的含水量降到仅3%，全脱水后就能成为一具新陈代谢几乎停止的“僵尸虫”，同时用身体制造的海藻糖来取代身体中的水分，这样就能防止体液形成冰晶来损害自己的细胞了。而阿拉斯加林蛙则会通过体内的尿素和葡萄糖来改变其体液浓度，有效降低体液冰点，这样一来可大大减少结冰水的含量，就能避免对细胞的伤害。

上文中提到的海藻糖、尿素和葡萄糖这些防止冰晶出现损害细胞的物质，都可称为“冷冻保护剂”。因此人工冷冻的第一步通常是尽可能减少被冰冻生物的水分，并灌入已注入甘油等复杂成分的冷冻保护剂，这样就能在生物苏醒后尽可能提高细胞的存活率。

经过日晒或烘干而成的果干可以提高保存时间

（图片来源：veer图库）

能在自然冰冻中复活的脊椎动物不少，像青蛙、蛇、蝾螈、海龟等，都是冷血变温动物。可惜人类作为体温降下去就会有问题的恒温动物，无法像这些动物一样快速脱水，或如此自然地调节体内“冰冻保护剂”的浓度，因此做不到将新陈代谢能力降至最低。

即便冰冻-解冻后细胞的存活率高达99%，对于将近有860亿个神经元的人脑来说，也会有8.6亿个神经元死亡，这可能会影响大脑精密运作的正常功能。如果只把和意识相关的大脑保存下来，那么其实肉体是碳基还是由机械构成的硅基都无所谓，“我”还是“我”，就跟三体里的云天明一样，即便肉体完全消失，只要大脑在，依然能思考。

大脑冻存技术发展到什么水平了？

冰冻的仓鼠大脑在出现60%结晶的情况下依然可以被唤醒。

2015年，美国脑保护基金会资助的21世纪医学实验室对兔子进行了完整的醛稳定冷冻保存手术。具体操作为：用戊二醛灌注活体兔的颈动脉固定兔脑，然后在几个小时内缓慢灌注浓度不断增加的乙二醇，最后在-135 ℃下冷冻。冰冻的大脑被重新加热解冻后，研究人员从大脑切片上观察发现，大脑的结构保存得非常好，突触也很清晰，神经细胞基本没有损伤。

兔子的脑部成功保存并复活且细胞未受损

（图片来源：文献[7]）

兔子的大脑可以，那人脑呢？

2024年5月，我国复旦大学的研究人员成功建立了一种使用甲基纤维素、乙二醇、二甲基亚砜和Y27632选择性抑制剂（该方法称为MEDY）来冷冻保存各种脑类器官或人类脑组织的方法，这种方法不会破坏神经细胞结构或影响功能活动。

该方法能够实现保护突触功能并抑制内质网介导的凋亡途径，从而大规模且可靠地储存多种神经类器官和活体脑组织。该方法能够“冰封”人脑18个月后安然取出，这已经是不小的进展了。

MEDY脑器官冷冻保存技术示意图

（图片来源：文献[8]）

还有多久才能实现人体的“冰冻-解冻”复活？

1967年4月，加州大学的心理学教授詹姆斯·贝德福德教授因为晚期肾癌逝世，他决定将遗体进行低温冷冻储藏，寄希望于未来医学的发展。

他死后，遗体被仓促放入一个注入-196℃液氮的特制金属容器中，整个冷冻操作缺少成熟技术和专业人员的支持。于是在2024年6月，贝德福教授的遗体解冻后，科学们发现他的大脑与身体损毁严重，生命已然不可能重启。五十多年冷冻仓里的等待，教授虽未成功重生，但这带来了非常珍贵的解冻数据。

首例“冷冻人”

（图片来源：Cryonics）

目前，美国拥有两家最大的人体冷藏公司，一个是阿尔科生命延续基金会，另一个是美国的人体冷冻科研机构。目前世界上将死去的自己全身冰冻起来以期望在穿越至未来“复活”的人已达数百个，但依然没有解冻复活成功的案例。绝大多数冷冻人生前便已经是老年人，有些患有绝症和严重疾病，他们差劲的自身条件往往会使“解冻”的成功率进一步降低。

以完美复活这个愿望为基础，对人体器官还有优秀动植物种质资源的冷冻保存技术正在快速发展，或许未来的某一天，我们仅需保存和解冻大脑，再将其与机器结合，从而“复活”。这样不但冰冻-解冻的技术要求会降低很多，同时又能摆脱苍老脆弱或病怏怏的碳基肉体。

假设人体保存技术得以成功应用，人人都有机会进入冰柜休眠，复苏后迎接几万年后的未来。那么，谁该被保存去延续生命迎接未来？未来的人会欢迎一个观念技能落伍的过去人吗？看管冰冻人的公司如果破产，谁又来负责这些“尸体”的“生命安全”呢？

要想达成人体的“冰冻-解冻”复活，技术、伦理和法律方面都还有很远的路要走。

参考文献

[1] Shatilovich A, Gade VR, et al. A novel nematode species from the Siberian

permafrost shares adaptive mechanisms for cryptobiotic survival with C. elegans dauer larva. PLoS Genet, 2023, 19(7): e1010798.

[2] Keilin D. The Leeuwenhoek Lecture—The problem of anabiosis or latent life: history and current concept. Proc R Soc Lond Ser B—Biol Sci. 1959; 150: 149–191.

[3] Cano R, Borucki M. Revival and identification of bacterial spores in 25- to 40-million-year-old Dominican amber. Science. 1995; 268: 1060–1064.

[4] Shen-Miller J. Sacred lotus, the long-living fruits of China Antique. Seed Sci Res. 2002; 12: 131–143.

[5] Guidetti R, Jo¨nsson KI. Long-term anhydrobiotic survival in semi-terrestrial micrometazoans. J Zool. 2002; 257: 181–187.

[6] Tsujimoto M, Imura S, Kanda H. Recovery and reproduction of an Antarctic tardigrade retrieved from a moss sample frozen for over 30 years. Cryobiology. 2016;

[7] Robert L. M,. Gregory M. F., Aldehyde-stabilized cryopreservation. Cryobiology 71 (2015) 448-458.

[8] Xue W. W., Shao Z. C. et al., Effective cryopreservation of human brain tissue and

neural organoids. 2024, Cell Reports Methods 4, 100777