CICC科普栏目｜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