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造一个人,需要几步?

时间:2022-07-06 12:44:33 来源:科普之家 作者:视知TV 栏目:科幻 阅读:126

一位疯狂的科学家,收集骨头、内脏和各种尸体碎片,拼凑出一具人的肉体,然后用闪电注入生命,在雨夜创造出一个丑陋的怪物。

这是1818年,英国作家玛丽·雪莱在小说《弗兰肯斯坦》中开创的造人狂想,也塑造了最初的疯子科学家形象。

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先来猜一下,弗兰肯斯坦,是这个疯子科学家的名字,还是怪物的名字。

正确答案是科学家。

两百年后,人类的科技离实现《弗兰肯斯坦》的狂想,似乎只有一步之遥。

在体外疯长的人体组织、靠泵和阀门保持存活的器官、在大缸里培育的化学婴儿、缸中之脑、拼接而成的生命体……究竟是恐怖故事还是科学奇迹?

今天的视知研究所,带你经历科学造人的狂想之旅,请心理承受力不好的朋友在父母陪同下观看。

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如果要实现造人,应该怎样开始?

我们先把说“结婚”的同学请出去。

在制造一个人的问题上,科学家们尝试过两种思路:

一种是先造一个人体,然后把某种叫做生命或者灵魂的东西塞进去。大概类似于先造一台电脑,再安装系统。

在19世纪,也就是玛丽雪莱写作《弗兰肯斯坦》的年代,科学家们就努力尝试了这条道路。这些人均杨永信的科学带师认为,生命的奥秘在于电。

1780年,意大利的解剖学家伽尔伐尼Luigi Galvani发现,给死青蛙通上电,会引起肌肉的收缩。

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尸体动了,四舍五入等于活了啊。之后科学家们就疯狂痴迷上了玩电,电死牛,死猪,看这些动物尸体在电流刺激下龇牙咧嘴。实验向广大市民开放,随便参观。这么刺激的活动立刻吸引了大批观众。

但很快他们就玩腻了电动物,有胆大的科学家搞到了人。

1818年11月4日,苏格兰化学家尤尔Andrew Ure给一具死刑犯尸体安上了270伏的电极棒,当他接通电源,在场吃瓜群众看到了终生难忘的诡异现象:

这具尸体他通电后好像打了个冷颤,手指非常灵活,好像是小提琴家的手一样。尸体面部的每一块肌肉都在动,愤怒、恐惧、绝望、痛苦、喜悦的表情竟然一起出现在这个尸体的脸上。

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这个场面不光少儿不宜,是个正常人都不宜。所以这种恐怖的闹剧折腾了几年,最终因为太邪恶而停止。没有一次实验实现“向尸体注入生命”的假想。

“先弄一具肉体,再注入灵魂”的思路走不通,那么把活着的器官拼起来呢?”

1907年,美国胚胎学家罗斯·哈里森(Ross Harrison)从两栖动物胚胎中分离出神经元,浸泡在富含营养的培养液中,发现它们能继续发育,还会产生分化。这证明,人体组织是可以在体外生存并发育的。

这种体外培养的技术引起了另一个人的关注。法国医生、器官移植的先驱亚历克西斯·卡雷尔。

利用哈里森的技术,卡雷尔用狗的胚胎组织制作了了一种萃取液,成功在体外培养了鸡的心脏组织。到1911年,他已经能让鸡心组织在体外跳动好几周。

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到了30年代,飞行家查尔斯·林德伯格为这项技术设计了一个能为器官注血的泵,保证移植的器官不会坏死。

他们开始神话这项技术,暗示这迟早会实现生命的永生。

1938 年,身着黑袍、头戴白帽的卡雷尔与林德伯格带着他们制作的泵出现在了《时代周刊》封面上,封面标题是“他们在寻找不老之泉”。

但真正实现体外永生的,是一个名叫海瑞塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的黑人女性。准确地说,是她身上的细胞。

1951 年,美国医生乔治·盖伊(George Gey)从这名时年 31 岁的宫颈癌患者身上分离出癌细胞,并进行培养。这些细胞拥有极强的生命力,一直复制增殖,被作为人类细胞实验的标准细胞系分享到世界各地的实验室,用于测试药物、研究病毒和基因研究。科学家们称之为海拉细胞。

迄今为止,全世界增殖的海拉细胞已经超过了5000万吨。它告诉我们,人体组织不仅在体外生长是完全可能的,还能一直“繁殖”下去。

而海瑞塔·拉克斯本人则死于1951年,安葬于自家庭院中。她的墓碑上刻着:“她的细胞,将永远造福于人类。”

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这里让我们思考一个问题:海瑞塔·拉克斯死于1951年,但她的DNA却随着海拉细胞已经遍布世界,而且还在不断复制,那她是死了还是活着?

人体细胞在体外存活成为可能,那让细胞长成器官,是不是就离造人更近一步了呢?

科学界一度认为,体外细胞虽然可以存活,但只是一团细胞,无法形成体内细胞与细胞间、细胞与组织间的复杂相互作用,也就无法发育成器官。

但这个困难在过去20年中被逐渐克服。

一条技术路线是通过将细胞附着在特殊的支架上,或者使用类似3D打印的手段,让它生长为特定的器官。科学家们已经尝试过制造肺、肾脏和心脏。

另一种方式,是先用胚胎干细胞培育类器官——它具备器官的类似结构,和一些主要特征。然后用某种方式,让这个类器官“认为”自己是整个胚胎的一部分,并发育成胚胎中应该有的那个真正的器官。

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2013 年,日本横滨市立大学医学部的武部贵则团队就做了这样一项尝试:他们在体外培养了人的胚胎肝脏,也叫做“肝芽”,然后移植到了小鼠的颅骨上,这些肝芽不仅存活了下来,而且还从小鼠的组织接收生长信号,开始长出血管。

这些是人类的血管。

如果用和人类大小相当的动物,比如说猪,来培养这些器官呢?

我们来想象一下这样的场景:一个人需要新的肝、肾、胰腺或者其他器官,你用他的细胞培养出器官的种子,移植到猪的胚胎中,它们在小猪的体内长成相应的器官。

研究员们一波操作还真搞成了。

2017年,美国加州索尔克研究所(Salk Institute)的生物学家伊兹皮苏阿·贝尔蒙特(Juan Carlos Izpisúa Belmonte)团队制造出了含有人类细胞的猪胚胎,在4周内,人类细胞在猪胚胎中发育成肌肉和一些器官的前体细胞。然后……实验就被叫停了。理论上,继续培养下去,长着人类组织的猪就会诞生。

顺着这条路线图走下去,用人造的器官,是不是就可以拼接出一个人造的人呢?

我们好像又回到了弗兰肯斯坦对生命的理解:身体是一个机械装置,是覆盖着皮肤的机器。你来组成四肢,我来组成头部,只要血管、神经、内分泌正常运转,就可以成为一个活着的生命。

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但遗憾的是,人类至今还没有突破头部移植的技术。顶尖的专家可以连接脊椎、肌肉、血管甚至脊髓,但免疫反应大概率会杀死这个缝合怪。而且我们也必然要面对弗兰肯斯坦的问题:这个人是什么?是应该被接纳、拥抱的人,还是一个正常人无法理解的怪物?

但细胞学的知识和技术,让从一个细胞孵化一个人成为可能。它比缝合怪更接近我们人类观念中“自然发育”而成的人。

2006年,山中伸弥和高桥和利成功制造出了诱导多能干细胞,简单来说就是让皮肤干细胞在一定试剂的作用下,直接变成胚胎干细胞。

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2009年,美国加州拉荷亚市斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的克里斯汀·鲍德温(Kristin Baldwin)团队仅用小鼠的皮肤细胞成功制造出了发育完全的小鼠。

虽然这项研究是在小鼠上进行的,但科学家们也认为,没有明显的迹象显示这些结论不适用于人类细胞。

这意味着,我们的身体就是一座“人体工厂”。我们身体里的每一个细胞都可以长成另一个“人”。或者用哈佛大学的合成生物学家乔治·丘奇的方式,把这些未来可能存在的生命体叫作"具有胚胎特征的合成人类实体"。

我们可以配置ta的生命属性,比如拿掉ta大脑发育的基因,ta不会疼痛没有知觉,ta有和正常人一样的器官,ta能批量生产……ta能服务于你的健康研究、你的器官移植,或者DNA延续。

但,科学的问题最终要面对哲学和伦理的审视。这种从你身体上分离发育而来的生命究竟是什么?和你是什么关系?你有权用ta来做什么?或者无权对ta做什么?

科学最终会提出科学本身无法回答的问题。

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迄今为止人类都在非常保守地处置着这些科学带来的伦理挑战。比如对胚胎的实验只能在不满14天的胚胎上进行。

这个限制来自1982年英国的一份伦理委员会报告,他们的依据是,受精14天后,这被视为独特人格(unique personhood)形成的时间节点。

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自此后,这个限制就被许多国家遵行。即便许多人提出,这条40年前的限定基于一些错误的判断,并且已经阻碍了一些重大研究的进展,但对打破这条限制,科学界依然顾虑重重。

毕竟在科学面前,人类太像一个玩弄炸弹的小孩。我们不知道什么时候一次失手,就会犯下致命的错误。

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