未来复活大脑,真的可能吗?

在4月18日的《自然》期刊上,耶鲁大学的研究人员将大脑从被宰杀4小时之后的猪体内取出,在他们的实验中,这些离开了身体的大脑“复活”了。过去,我们一致认为,脑死亡即宣告了生命的死亡,但BrainEx系统的出现,模糊了生与死的界限。而在此之前,科学家们已经在讨论大脑的信息留存是否可能,甚至冷冻大脑了。

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冷冻大脑保存大脑中的信息,可能吗?

我们已经开始扩展人的躯体,但不管这对人的提升有多大,始终有一个障碍难以回避:我们的大脑和身体是靠实体构建起来的,必然会恶化,会消亡。总有一天,你的所有神经活动会停止,接着,你华丽的意识体验也将走向终结。不管你认识谁、在做什么,全都没了意义——这是我们所有人的命运。事实上,这是所有生命的命运,可因为只有人类具有如此不同寻常的前瞻能力,知道自己会死让我们倍感痛苦。

我的老友兼导师弗朗西斯· 克里克(Francis Crick)火化时,我想了很久:他所有的神经物质都在火焰中灰飞烟灭,这是多么可惜啊。那颗大脑里包含了20 世纪生物学界顶级人物毕生的知识和智慧啊。他一辈子的档案,包括他的记忆、洞见力、幽默感,全都存储在大脑这一实体结构当中,仅仅因为他的心脏停止了跳动,大家就一并把大脑这一硬盘驱动器也给扔掉了。这令我陷入了沉思:他大脑里的信息,能不能保存下来呢?如果保存好了大脑,一个人的思想、意识和人格能否还原复生呢?

过去50年, 阿尔科生命延续基金会(Alcor Life Extension Foundation)一直在开发能让今天在世的人们以后享受第二次生命周期的技术。目前,该组织深度冷冻保存了129 人,停止他们身体的生物腐烂过程。

阿尔科生命延续基金会工作人员进行人体冷冻。图片来源:alcor.org

以下是冷冻保存的工作原理:有意者先把自己签好的人寿保险单移交给该基金会,这样,等此人被合法宣布死亡之时,阿尔科基金会就出动了,他们派出小组去当地处理尸体。

小组立刻将尸体转入冰浴。在所谓的“冷冻保护灌注”过程中,随着尸体冷却,他们使用16种不同的化学物质来保护细胞。接着,将尸体尽快运送到阿尔科手术室,完成最后的处理。电脑控制风扇,吹入极低温的氮气,冷却尸体。目标是把尸体的所有部分都尽量快地冷却到零下124摄氏度以下,尽量避免结冰。这个过程大约需要3 小时,最后,尸体内部“玻璃化”,也即达到了稳定的无冰状态。在接下来的两个星期里,尸体进一步冷却到零下196摄氏度。

不是所有客户都选择全身冷冻。只保存头部比较便宜。这需要在外科手术台上把头部和身体分离开来,把血液和体液都洗掉,然后,代替以能将细胞组织固定在原位的液体,和保留全身的客户一样。

每一尊杜瓦瓶里都贮藏着4具尸体,以及至多5颗头颅。其贮藏温度均为零下196摄氏度。

在处理的最后环节,客户被放入名叫“杜瓦瓶”的巨型不锈钢容器里的超冷液体当中。他们会在这里待很长一段时间;今天,这个星球上还没有任何人知道怎样成功解冻、唤醒这些冻结的居民。但这并不是问题的关键。人们希望,总有一天会出现能精细地解冻、唤醒这群人的技术。可以想见,遥远的未来文明会运用技术治愈肆虐在这些身体上的疾病,让他们重新活过来。

阿尔科的会员们理解,唤醒他们的技术有可能永远也不会出现。每个蜗居在阿尔科杜瓦瓶里的人,都经历了信仰上的飞跃,他们希望有一天科技真能将自己解冻、唤醒,赋予他们第二次生活的机会。可这笔投资也是一场赌博,赌的是未来能否开发出必需的技术。

用计算机模拟人类意识,有没有意义?

不是所有渴望延长生命的人都喜欢冷冻保存。有些人顺着另一条思路在想:有没有其他方式可以提取存储在大脑里的信息呢?不必让死者复生,而是想办法把数据直接读取出来。毕竟,大脑繁杂的亚微观结构包含着你所有的知识和记忆,难道它就不能被破译吗?

大脑繁杂的亚微结构包含着你所有的知识和记忆。图片来源:Pixabay

让我们来看看怎样才能实现这一点。一颗正常的大脑有大约60~80 亿个神经元,每个神经元要建立近一万条连接。它们的连接方式非常特殊,人人不同。你的经历、你的记忆,所有让你之所以成为你的东西,通过神经细胞之间数千万亿条连接的独特模式表现出来。这一模式,庞大得超过了我们的理解,可概括地称为你的“连接体”。普林斯顿大学的承现峻(Sebastian Seung)博士正带领团队想要绘制这一连接体。

20年前,这台超级计算机的运算力,相当于地球上的所有计算机的总和。20年之后,它会变得相当一般,类似你能把它卷起来穿戴到身上的那种小型设备。

面对如此精细又复杂的系统,绘制出它的连接网络是极其困难的。承博士使用的是串行电子显微镜。他先用极为精准的刀片,将大脑组织切成一系列非常薄的切片(目前用的是老鼠的大脑,而非人类大脑)。每一切片又细分成更小的区域,再用极为强大的电子显微镜进行扫描。每次扫描的结果,就是所谓的“电子显微镜照片”,它代表的是放大10 万倍的大脑局部。只有达到这么高的解析度,才有可能辨认出大脑的精细特征。

等这些切片都存入计算机,更艰难的工作就开始了。每次在一个非常薄的切片上,描绘出其中细胞的边界。这一描绘工作,传统上由人工完成,但眼下越来越多地交给计算机算法。接着,把描绘绘好的图像一个个地叠加起来,尝试把横跨多个切片的单个细胞恢复成三维尺度中的完整模样。通过这种辛苦的方式,模型建立起来,揭示出哪个细胞跟哪个细胞相连。

自小鼠的这么一小块大脑组织,包含着大约300条连接,也就是突触。这一块的体积,代表小鼠完整大脑的20亿分之一,约为人类大脑的5万亿分之一。

如此错综复杂、交错纽结的连接,来自边长为几十亿分之一米、大约一个针尖那么大的脑组织。不难看出,重建人类大脑所有连接的全貌这一任务为什么会如此艰巨,什么时候完成也没有切实的指望。涉及的数据量异常庞大:光是存储一颗人类大脑的高分辨率结构,就需要泽字节(zettabyte,1ZB = 1 000 000 000TB)的容量,其大小相当于此刻地球上的所有数字内容。

映射并模拟完整的人类大脑,这段漫长的征途,我们才刚刚开始走,但从理论上看,并没有达不到终点的理由。不过这里有一个关键的问题:大脑的模拟会有意识吗?如果正确地捕获细节并进行模拟,我们能够得到一种有感知的生命吗?它能思考吗?它拥有自我意识吗?

来源: nature,全球人工智能科学研究院

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