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編者按：殖民外太空是人類的夢想。但如何才能實現(xiàn)這個夢想？鑒于人類在清醒狀態(tài)下需要消耗的能量巨大，在漫長的太空之旅中冬眠不僅是科幻小說的設(shè)想，也是科學(xué)家孜孜不倦的追求。隨著不同領(lǐng)域的科學(xué)家取得了進展，我們即將弄清楚讓人類進入假死狀態(tài)的奧秘。但是，我們已經(jīng)為這樣一個未來做好心理準(zhǔn)備了嗎？文章來自編譯。
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一艘奇異的太空飛船
1992 年的一天，一顆行星正在以約每小時 500000 英里的速度繞銀河系飛馳，在它的北極附近的一間實驗室里，凱利·德魯（Kelly Drew）正忙著檢查一些鮭魚腦。當(dāng)在阿拉斯加費爾班克斯大學(xué)（University of Alaska Fairbanks）大廳另一頭的動物生理學(xué)教授布萊恩·巴恩斯 （Brian Barnes）突然出現(xiàn)在她的長凳旁時，她的專注被打破了。露出惡作劇微笑的他，請職業(yè)生涯早期曾是神經(jīng)藥理學(xué)家的德魯伸出手，準(zhǔn)備迎接一個驚喜。片刻之后，她感覺手掌上多了一個堅硬的、毛茸茸的腫塊。那是一種棕色的嚙齒動物，長著匕首一樣的爪子，但現(xiàn)在已經(jīng)蜷縮成一個嚴實的球體，摸起來冷冰冰的，德魯以為它已經(jīng)死了。令她驚訝的是，巴恩斯興高采烈地解釋說，其實它非常健康。
一只北極地松鼠——這是地球最極致的冬眠動物——每年最多可以有八個月處于休眠狀態(tài)。攝影：MARY WEBB
這只生物是一只北極地松鼠，在一年之中有長達八個月的時間都在冬眠。在此期間，這種動物的內(nèi)部溫度會降至零下 2.78 攝氏度以下，簡直冷得像冰一樣。它的腦電波已變得非常微弱，幾乎無法察覺，它的心跳也降到了只有每分鐘一次。但松鼠離死還差得遠。當(dāng)春天來臨時，它可以在幾個小時內(nèi)將體溫升高到 37 度。
德魯將這只毫無反應(yīng)的小動物托抱在手上，甚至連最微弱的生命跡象都察覺不到。這只動物的大腦內(nèi)部究竟發(fā)生了什么，讓它能夠以這樣的方式生存呢？她想知道這個問題的答案。帶著這個問題，她開始埋頭鉆研，直到幾十年后的今天。
插圖：ORI TOOR
此時此刻的 2022 年，有多達三個主要實體——美國宇航局（NASA）、中國國家航天局和 SpaceX——在爭相于 2040 年左右將人類送上火星。要想贏得這場比賽，團隊必須首先解決一系列令人煩惱的設(shè)計難題。 SpaceWorks，總部位于亞特蘭大的一家工程公司，其任務(wù)是為 NASA 解決雄心勃勃的研究項目難題。作為 SpaceWorks 的高管，約翰·布拉德福德（John Bradford）過去十年一直在對其中的一個項目進行著嚴密的數(shù)學(xué)運算。
不幸的是，對于試圖將人類送往那顆紅色星球的工程師來說，人類是一個維護需求很高的物種。作為擁有活躍大腦的大型恒溫動物，我們在日常求生過程中需要消耗大量的食物、水和氧氣。所有這些消耗使得航天器的設(shè)計變得格外困難——這種航天器必須足夠輕便，足以將我們送抵距地球約 2.25 億公里的行星并返回。比方說，根據(jù)國際空間站宇航員的飲食習(xí)慣，四名宇航員至少需要 11 噸的食物才能完成為期 1100 天的火星往返任務(wù)。光是這些食物就比整個毅力號火星探測器重近 10 倍，這已經(jīng)是有史以來到達火星表面的最大有效載荷。建立營地所需的引擎和工具暫且拋開不談，加上所有其他維持生命的必需品，一艘滿載燃料的火星飛船在離開地球大氣層時的重量輕易就超過了 330 噸——這個重量是完全長大的藍鯨的 2 倍還要多。這么大的一艘飛船如何產(chǎn)生整個往返旅程所需的動力？這個問題幾乎無解。
這個問題有個明顯的解決方案，至少對任何讀過任何亞瑟·C·克拉克（Arthur C. Clarke）小說或看過斯坦利·庫布里克（Stanley Kubrick）的 《2001 太空漫游》（2001: A Space Odyssey）的人來說，解決方案顯然是減緩乘員的新陳代謝，讓他們在太空之旅的過程中只需攝入最低限度的資源。在《2001 太空漫游》中，宇航員躺在石棺一樣的冬眠艙里，他們的心跳只有每分鐘 3 次，體溫在 2.78 度上下。在 SpaceWorks 21 年的職業(yè)生涯中，布拉德福德投入了大量時間來研究庫布里克忽視的一個問題：究竟怎么才能安全地給人體斷電，令其離死亡僅一步之遙，然后再根據(jù)需要讓其復(fù)活？
在研究的早期階段，布拉德福德曾在低溫療法中看到一些希望。這種醫(yī)療技術(shù)可以將經(jīng)歷過心臟驟停的人冷凍（通常用靜脈內(nèi)冷卻液）起來，直到他們的內(nèi)部溫度低至攝氏 31.7 度。這可以大大降低他們的新陳代謝，讓細胞可以在氧氣和能量供給減少約 30% 的情況下正常運轉(zhuǎn)——對于在血流量減少的情況下難以愈合的受損身體來說，這是一根救命稻草。這種低溫狀態(tài)患者通常只能維持一兩天，主要是因為寒冷會引發(fā)強烈的顫抖，必須用強效鎮(zhèn)靜劑和神經(jīng)肌肉阻滯劑才能控制。但布拉德福德發(fā)現(xiàn)了一些罕見的病例，有些患者體溫過低持續(xù)的時間長達兩周。他說：“于是我們就想，為什么時間不能再延長？這種昏迷狀態(tài)能維持多久？”
對于將自己的好奇心公之于眾，布拉德福德態(tài)度謹慎，擔(dān)心自己會因為建議將宇航員放在冰上而被貼上想法古怪的標(biāo)簽——這個概念與名聲不好的人體冷凍行業(yè)所吹捧的概念有著令人不快的相似。但 2013 年時，他終于說服了 NASA 的創(chuàng)新先進概念（Innovative Advanced Concepts）計劃資助一個評估“人類蟄眠”（human torpor）可行性的項目。他之所以能說服資助者，重點在于可能帶來的減重效果：他估計，如果宇航員在飛赴火星的大部分時間里都能保持冷凍狀態(tài)，那么維持他們生命的資源的質(zhì)量最多可能可以減少 60%。布拉德福德還做出假設(shè)，稱從輻射到極度無聊和孤立的心理健康危險，蟄眠可以幫助宇航員抵御許多嚴重的健康危害。（他說：“漂浮在黑暗的太空中，缺乏實時通信。也許很多人會說，‘哦，我可以去看很多的書。’但我覺得那樣很快就會變老的。”）
鑒于就基因組對比而言，有這么多的冬眠動物是我們的近親，所以有充分的理由可以相信，我們也可以調(diào)整我們的大腦和身體，模仿它們的行為。
不過，當(dāng)布拉德福德和他的團隊對低溫治療的細節(jié)展開深入研究時，他們逐漸厭惡起這項技術(shù)來。這樣一個事實似乎無法回避，也就是用于控制顫抖的藥物也會讓呼吸停止。被麻痹的宇航員必須插管，這意味著他們將被迫在數(shù)周或數(shù)月的時間內(nèi)用插入氣管的管子來呼吸。布拉德福德還對維持靜脈輸液所需的針頭數(shù)量感到畏縮，因為這種情況似乎會增加感染的幾率。
理想的替代方案是讓宇航員吞下一顆藥丸，就可以躺下在渾身冰冷的狀態(tài)下進行長時間的睡眠，但在此期間他們?nèi)钥梢宰灾骱粑＿@個想法似乎很奇妙，但布拉德福德對其中的某些方面并不陌生。畢竟，有許多物種在每個冬天都會蟄眠，進入一種無意識的狀態(tài)。這種狀態(tài)會極大地抑制它們身體對食物和空氣的渴望。而當(dāng)春回大地，蟄眠動物迅速恢復(fù)生機時，它們沒有表現(xiàn)出肌肉萎縮、營養(yǎng)不良或其他可能因長時間一動不動而引發(fā)疾病的跡象。布拉德福德在想，如果弄明白這些動物在環(huán)境變得惡劣時是怎么切換到低功耗模式的話，也許能得到有用的智慧。
于是布拉德福德開始去尋求建議。這幫研究人員、科學(xué)家顧問來自一個研究熊、蝙蝠和狐猴等冬眠動物的小圈子。對于這些冬眠動物來說，有規(guī)律的蟄眠是生存的基本面。近年來，這些研究人員一直在拼湊這一幅拼圖，力圖弄清楚某些物種新陳代謝緩慢時都發(fā)生了哪些分子變化。鑒于就基因組對比而言，有這么多的冬眠動物是我們的近親，所以有充分的理由可以相信，我們也可以調(diào)整我們的大腦和身體，從而模仿它們的行為。
彼時，阿拉斯加大學(xué)的凱利·德魯研究北極地松鼠這種地球最極致的冬眠動物已有 20 多年。 2015 年，當(dāng)布拉德福德首次與她取得聯(lián)系時，她剛剛?cè)〉昧艘豁椫卮笸黄啤獙τ谧屓祟惥邆潆S意關(guān)閉和啟動自己來說，這是關(guān)鍵的第一步。
1982 年，德魯大學(xué)畢業(yè)，當(dāng)她離開阿拉斯加時，她以為自己再也不會住在那兒了。十幾歲的時候她就搬到了費爾班克斯，因為她的父親，一位著名的土壤科學(xué)家，要到該州的頂級大學(xué)擔(dān)任教授。盡管德魯十分熱愛阿拉斯加荒涼的美景，但她的目標(biāo)是從事與荒野無關(guān)的科學(xué)事業(yè)。因此，在 22 歲時，她前往紐約攻讀藥理學(xué)博士學(xué)位，然后又到瑞典去攻讀博士后，研究大腦新陳代謝如何影響人類行為。
但 1990 年，當(dāng)女兒出生后不久，德魯與在上大學(xué)認識的丈夫忽然感受到了家鄉(xiāng)的吸引力。就像許多不知所措的初為人父母者一樣，兩人突然喜歡上與家人住在一起的感覺。因此，即便沒能找到工作，德魯還是同意回到費爾班克斯——這個決定讓她的瑞典同事感到困惑。德魯回憶道：“他們對我說，‘好吧，你的職業(yè)生涯到此結(jié)束了。’我的意思是，雖然他們是笑著說的，但態(tài)度無疑是認真的。”
自 1992 年以來，凱利·德魯就一直在研究冬眠的北極地松鼠的大腦。攝影：MARY WEBB
不過沒過多久，她就得出了結(jié)論，那些反對者也許是對的。她原以為自己能夠獲得一些資助來繼續(xù)從事自己在瑞典所做的工作，但似乎沒人愿意把錢捐給偏居北方一隅、既無資歷也沒關(guān)系的一名研究人員。每一次被拒，都讓她更加確定歸鄉(xiāng)是個可怕的錯誤。
在經(jīng)歷了一年的失敗之后，德魯終于拿到了美國國家科學(xué)基金會的一筆小額資助。這項資助很有阿拉斯加特色：她受命去研究銀鮭的神經(jīng)化學(xué)。她利用那場演出說服了阿拉斯加大學(xué)北極生物學(xué)研究所給自己出借了幾平方英尺的實驗室空間——她希望自己能借此在學(xué)術(shù)界站穩(wěn)腳跟，并在將來取得更大成就。
結(jié)果卻是如她所愿，盡管是以最意想不到的方式。正是在研究鮭魚期間，布賴恩·巴恩斯第一次將一只北極地松鼠塞到了德魯手中。德魯一下子就對這種小動物大腦內(nèi)部發(fā)生的事情感到好奇，這是一個幾乎沒有被研究過的專題，德魯開始用微透析法去檢查冬眠的北極地松鼠——就是用細管插入到生物頭骨下方，去收集神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)樣本。這個過程往往會給受試動物造成損傷，在管子與大腦接觸的地方會出現(xiàn)疤痕。因此，當(dāng)?shù)卖斣趯οU眠的松鼠進行微透析后卻檢測不到任何此類損傷時，她驚呆了。
她說：“你甚至都找不出探測器在哪里插入了。所以我們感覺冬眠是一種保護非常好的狀態(tài)——它似乎真的可以保護大腦免受傷害。”這一點讓德魯覺得，如果能在人類身上復(fù)制這種狀態(tài)的話，也許會具有巨大的價值。
在冷戰(zhàn)初期，曾經(jīng)有一小段時間冬眠研究在美國非常盛行。由于美國聯(lián)邦政府一心想在任何時候都可以擊敗蘇聯(lián)，因此他們手握大量資金去找科學(xué)家投錢——只要他們聲稱自己的工作可以為美國帶來任何形式的生物學(xué)優(yōu)勢。這些研究人員中有很多人都經(jīng)過位于北極或附近的軍事設(shè)施，所以隨時可以接觸到各種神奇動物，包括那些已經(jīng)進化出在冬天給自己“斷電”的動物。
在這群科學(xué)家當(dāng)中，有一位叫雷蒙德·J·霍克（Raymond J. Hock），他是一名動物學(xué)家，曾在康奈爾大學(xué)撰寫過關(guān)于冬眠蝙蝠代謝率的博士論文。 20 世紀(jì) 50 年代中期，他曾在位于費爾班克斯的北極航空醫(yī)學(xué)實驗室（Arctic Aeromedical Laboratory）工作，當(dāng)時美國空軍的科學(xué)家正忙于讓美國士兵對寒冷免疫。 （實驗室的工作人員曾經(jīng)付錢給幾名智利巴塔哥尼亞的土著居民，讓他們佩戴溫度傳感器和通風(fēng)塑料罩，在結(jié)冰的帆布帳篷里面睡覺。當(dāng)然了，這種實驗中道德上是有問題的）在費爾班克斯工作期間，霍克又對熊產(chǎn)生了濃厚的興趣，并慨嘆人們對冬眠期間動物新陳代謝的變化知道得太少了。因此，他鼓起勇氣，潛入冬眠的北極熊的巢穴，然后將溫度計插入它們的直腸，借此，他得以評估北極熊的內(nèi)部溫度在每年一度的蟄眠期間下降了多少。
1960 年，霍克發(fā)表了一篇題為“冬眠對太空旅行的潛在應(yīng)用”的論文，首次冷靜、詳細地審視了處在萌芽期的美國太空計劃如何可以受益于他幫助開拓的研究。他認為，人類也可以掌握冬眠的能力，主要障礙是人類心臟對快速的溫度波動比較敏感。他寫道： “冬眠動物已經(jīng)學(xué)會了如何應(yīng)付這一點，一些實驗室目前正在研究避免人類發(fā)生這種情況的方法。”
霍克鼓起勇氣潛入冬眠的北極熊的巢穴，然后將溫度計插入它們的直腸，借此，他得以評估北極熊的內(nèi)部溫度在每年一度的蟄眠期間下降了多少。
霍克還指出，冬眠具有延緩衰老的潛力。他斷言：“冬眠動物每年的能量消耗大大減少，與同等體型的非冬眠哺乳動物相比，它們的壽命更長。”如果人類像熊一樣，能夠?qū)?nèi)部溫度保持在比正常溫度低 13 度左右的水平，他估計“在此期間，衰老的速度應(yīng)該是正常速度的一半。”
1960 年代初期，霍克和他的同事在加州大學(xué)洛杉磯分校白山研究中心（White Mountain Research Center）工作時，曾經(jīng)試過讓冬眠的土撥鼠經(jīng)受突如其來的嚴寒。他們發(fā)現(xiàn)動物的棕色脂肪（人類也有這種組織）會產(chǎn)生熱量來響應(yīng)突如其來的打擊。霍克的團隊認為這是讓人類能夠在寒冷的蟄眠狀態(tài)下生存的關(guān)鍵：我們需要釋放棕色脂肪的先天力量，以便在新陳代謝減慢時維持內(nèi)臟器官的功能。
但1970 年，霍克于死于一場悲慘的事故。隨著冷戰(zhàn)接近尾聲，冬眠研究不再流行。由于五角大樓和美國國家航空航天局的資金退潮，生物學(xué)家開始把這個領(lǐng)域當(dāng)成一潭死水。同時，由于研究過程需要收集每年冬眠周期的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后再將其與動物的正常活動進行比較，整個過程需要耗時一整年的時間，因此研究往往慢得令人痛苦。1992 年，正是巴恩斯將北極地松鼠引薦給了德魯， 2001 年至 2021 年間，他還擔(dān)任了北極生物學(xué)研究所的所長。巴恩斯說：“對于從事這個專業(yè)的年輕科學(xué)家來說，這是一場賭博。在這個領(lǐng)域你能發(fā)表的論文數(shù)量跟在其他領(lǐng)域不可相提并論。”
但你可別被德魯?shù)纳屏寂e止欺騙了，其實她對從業(yè)的態(tài)度十分堅毅，她被北極地松鼠給迷住了，所以熱情地投入到冬眠的研究之中。每年夏天，她都會在阿拉斯加北坡（North Slope）露營，去給實驗室的研究捉數(shù)以十幾計的松鼠。 （因為食物極其匱乏，這些動物對她用作誘餌的胡蘿卜毫無抵抗力。）她向美國陸軍研究辦公室爭取資金，推銷通過安全快速地冷卻身體來拯救戰(zhàn)場上受重傷士兵的想法。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，她需要確定引發(fā)北極地松鼠進入冬眠的化學(xué)物質(zhì)，然后測試這些化學(xué)物質(zhì)是否會對人類產(chǎn)生類似的影響。
1993 年，德魯成為北極生物學(xué)研究所的助理教授，她一開始的假設(shè)是 γ-氨基丁酸（一種通常被稱為 GABA 的神經(jīng)遞質(zhì)）是引發(fā)松鼠冬眠的主要原因。 GABA 是誘導(dǎo)進入睡眠不可或缺的一部分，在這種狀態(tài)下，非冬眠動物的新陳代謝通常會處在最低水平。 （人類在打瞌睡時，其正常的新陳代謝率會下降 15%。）而冬眠盡管非常復(fù)雜性，但本質(zhì)上只是一種非常深度的睡眠形式——一種呼吸降低、食欲受到抑制、廢物排出受到控制的狀態(tài). （比方說，熊在整個冬眠期間通常都不會排便或小便。）
但是，當(dāng)?shù)卖斀o實驗松鼠服用 GABA 以及一系列相關(guān)化學(xué)物質(zhì)時，并不能讓松鼠進入任何穩(wěn)定、長期的蟄眠狀態(tài)。歲月就這么令人沮喪地流逝了：德魯慶祝了自己的 40 歲生日，她已經(jīng)指導(dǎo)了數(shù)十名研究生和本科生，目睹著自己的女兒成長為青少年，而她尋找對冬眠發(fā)揮關(guān)鍵作用的分子的努力卻大多停滯不前。
插圖：ORI TOOR
2005 年，德魯對松鼠的研究已經(jīng)進行了十幾年，一位名叫本杰明·沃里克（Benjamin Warlick） 的化學(xué)專業(yè)本科生作為助理加盟了她的實驗室。他的職責(zé)之一是搜索數(shù)據(jù)庫，尋找有可能激活北極地松鼠冬眠的化學(xué)物質(zhì)的新點子。在他發(fā)掘的眾多論文當(dāng)中，來自日本福山大學(xué)的一篇論文引起了他的注意。這篇晦澀難懂的論文題為“敘利亞倉鼠冬眠特定階段的中央調(diào)節(jié)系統(tǒng)”。雖然論文正文完全是用沃里克看不懂的日語寫的，但論文摘要是用英語寫的。摘要提到，作者通過施用一種阻斷動物細胞當(dāng)中的 A1 腺苷受體的藥物，令冬眠的倉鼠擺脫了蟄眠狀態(tài)。盡管這與德魯打算要實現(xiàn)的目標(biāo)背道而馳，但沃里克還是給老板做了標(biāo)記，認為這篇論文值得一看。
兩年過去了，德魯才拿到了完整翻譯成英文的論文。但當(dāng)她最終在 2007 年讀到英文版時，腦子了突然冒出了一個想法：如果阻斷 A1 腺苷受體會導(dǎo)致冬眠倉鼠恢復(fù)活動的話，也許激活松鼠的A1 腺苷受體就會導(dǎo)致動物蟄眠。
果然，當(dāng)她給她的地松鼠服用 CHA（一種以刺激 A1 腺苷受體而聞名的藥物）時，這些動物的提問迅速下降并開始冬眠。不過只有當(dāng)動物在冬季接受這種藥物時才會發(fā)生這種情況，這表明松鼠的大腦還在發(fā)生其他事情，讓它們會遵循每年一次的冬眠時間表。盡管如此，實驗的成功還是讓德魯受到了足夠的鼓舞，她開始給《神經(jīng)科學(xué)雜志》撰寫論文，闡述這種藥物對北極地松鼠的作用機制。
盡管她對 CHA 對松鼠起到的作用很感興趣，但這種藥物有一個主要缺點：她必須將藥物直接注射到動物的大腦中。CHA因為通過靜脈給藥可影響心臟的 A1 腺苷受體而臭名昭著，這會導(dǎo)致該器官減慢直至完全停止跳動。因此，CHA能在人類身上發(fā)揮的作用有限：很少有人會建議你將針頭刺入某人的大腦，在醫(yī)院環(huán)境之外的地方就更加行不通了。
2011 年，在對她的那篇要發(fā)表在《神經(jīng)科學(xué)雜志》上的論文進行最后潤色時，德魯制作了一張海報，里面列舉了她希望包含在該文章之中的所有數(shù)據(jù)。她把它掛在實驗室外面的走廊上，這樣她路過時就可以看那些看數(shù)字。但是有一天，當(dāng)她再次在數(shù)據(jù)表前駐足停留時，令她震驚的不是她取得了多少成就，而是自己還有多少知識尚未掌握。在巴恩斯第一次將一只凍僵的松鼠放在她手中將近二十年后，她還沒有想出辦法將深奧的專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為自己所設(shè)想的、安全有效的藥物。一個本來該是慶祝勝利的時刻，現(xiàn)在卻感覺像是一場小小的失敗。
就在她為此悶悶不樂的時候，她突然靈光一現(xiàn)：如果可以將 CHA 與另一種藥物結(jié)合起來，阻止CHA對心臟的影響，但讓它發(fā)揮對大腦的影響的話，結(jié)果會怎樣？ CHA 是所謂的激動劑，意思是它會刺激受體；阻斷它們的藥物是拮抗劑。她意識到，自己需要的是一種 A1 腺苷拮抗劑，一種分子大到無法穿過可滲透的血腦屏障的拮抗劑。
Drew 解釋道：“如果你把身體想象成一張彩色地圖，把激動劑想象成是紅色，那么激動劑，也就是紅色在地圖將無處不在。它會刺激所有的受體。但現(xiàn)在，你不希望它刺激到心臟受體，所以你必須阻斷這些受體。現(xiàn)在，將拮抗劑想象成藍色。你把它放進體內(nèi)，但它無法進入大腦，對吧？所以身體的其他部分是紫色，但大腦仍然是紅色的。”
關(guān)于 A1 腺苷拮抗劑已經(jīng)有大量的文獻，因此德魯有幾個很好的候選藥物可供選擇。她最終選擇了8-p-磺基苯基茶堿，也就是 8-SPT，紅茶的一種主要成分跟這種東西密切相關(guān)。于是她把8-SPT與 CHA 混合成一種藥物，注射位置確定為腹部。為了測試這種藥物混合物，德魯隨后在老鼠身上進行了一系列實驗。她會先讓老鼠的心臟停止跳動，然后通過心肺復(fù)蘇術(shù)讓它們蘇醒。被從死亡邊緣拉回來的老鼠，要么接受 CHA/8-SPT 組合注射致體溫過低，要么讓它們以正常的新陳代謝速度愈合。接受CHA/8-SPT注射的老鼠比正常痊愈的老鼠表現(xiàn)要好得多。也許最重要的是，治療組的老鼠沒有因為體內(nèi)溫度調(diào)節(jié)器被藥物調(diào)低而受到任何不良影響。沒有顫抖，因此也沒有理由要給它們注射任何可能會干擾呼吸的麻醉劑。
到 2014 年，德魯對老鼠的實驗取得的成果實在是太出色了，以至于她為此申請了一項發(fā)明專利：“利用低溫治療組織缺血性損傷的方法和組合物。”申請附上的第一張插圖就是一張北極地松鼠蜷縮成標(biāo)志性冬眠姿勢的照片，這是對 1992 年改變了她人生軌跡的那一刻的致敬。
鑒于對 《2001 太空漫游》和《人猿星球》等科幻電影的熟悉程度，德魯總覺得自己的成果可能會引起太空探索行業(yè)的興趣。因此，2015 年 2 月，當(dāng) SpaceWorks 的人聯(lián)系上她時，她并不非常驚訝。這家公司剛剛拿到了美國宇航局的第二筆資金，用以推進其對人類蟄眠的研究，約翰·布拉德福德邀請德魯擔(dān)任公司的首席冬眠顧問。
SpaceWorks安排梅奧診所的麻醉師Matthew Kumar 與德魯一起，在豬身上測試 CHA/8-SPT 組合物的效果。這些藥物穩(wěn)定而安全地將動物的內(nèi)部溫度降低到 30 至 32 攝氏度之間——雖然降溫的效果不比醫(yī)生用靜脈輸液的方式，但也接近了。在實驗總結(jié)中，布拉德福德寫道，這種組合物“也許可以促成這樣一種蟄眠誘導(dǎo)方案，其特點是不需要任何主動降溫 [并且] 無需藥物鎮(zhèn)靜來抑制顫抖反應(yīng)。”
德魯并不是當(dāng)時將注意力轉(zhuǎn)移到火星上的唯一一位冬眠研究人員。科羅拉多大學(xué)生物學(xué)家桑迪·馬丁（Sandy Martin）的職業(yè)生涯一直致力于建立一個收集各種冬眠物種樣本的組織庫。2017 年，組織為期一天的太空旅行研討會的學(xué)生找到了她。他們敦促她來談?wù)勛约哼@輩子的工作是不是可以用來促進人類在長途航行時進入蟄眠。馬丁說：“我從來沒有認真考慮過這個問題。我的意思是，作為冬眠研究人員，研究的應(yīng)用是什么這個問題本該時刻印入你腦海深處，但我的動機這從來都不是這個。激勵我研究的是，“這是一種影響深遠的進化適應(yīng)。”我的意思是，讓哺乳動物的體溫方面，細胞在缺氧和溫度波動情況下的存活能力方面適應(yīng)性如此之強，所造成的影響實在是太深遠了。”在準(zhǔn)備演講時，馬丁發(fā)現(xiàn)了SpaceWorks較早的一篇論文。這篇論文主張使用靜脈注射冷卻液讓前往火星的宇航員處于蟄眠狀態(tài)。她把這篇論文轉(zhuǎn)發(fā)給了她的女兒，一名急診醫(yī)師。鑒于這種方式會引發(fā)令人討厭的顫抖問題，她認為SpaceWorks的建議“荒謬可笑”。
馬丁回憶道：“我在想，‘我們得弄清楚冬眠動物是如何做到這一點的，因為它們做得實在是太漂亮了，是如此的自然，而且沒有造成傷害。’那些動物不需要插管，也不需要喂食管。”她和女兒開始撰寫自己的論文。根據(jù)馬丁對十三線地松鼠（北極地松鼠的近親）的基因組分析，馬丁提出了幾條有希望的研究途徑。其中一條是進一步研究一種名為 TRPM8 的受體，它在幫助十三線地松鼠在冬眠期間調(diào)節(jié)體溫方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
2018 年 3 月，美國航空航天局邀請德魯、馬丁以及其他幾位冬眠研究界的知名人士參加一場為期兩天的研討會。會議在加利福尼亞州山景城舉行，被稱為該機構(gòu)有史以來的第一場“太空蟄眠研討會”。這次會議為生物學(xué)家們發(fā)表見解提供了一個機會，讓他們?nèi)プC明，如果獲得足夠的支持，他們可以幫助人類在未來 10 到 15 年內(nèi)至少實現(xiàn)真正的，某種程度的冬眠——鑒于美國宇航局打算讓人類在 2030 年代末或 2040 年代初登陸火星，這個時間表顯然十分吻合。
在研討會上，馬丁在對美國航空航天局官員講話時強調(diào)，哺乳動物冬眠的普遍性表明人類也可以做到這一點。哺乳動物分為三種：產(chǎn)卵的單孔類動物，如鴨嘴獸；有袋動物，也就是用育兒袋安置未發(fā)育后代的動物；以及胎盤動物，人類就屬于這一類。馬丁說：“所有這三個分支都存在冬眠物種。關(guān)于這一點，最簡潔的解釋是，我們的共同祖先是一種冬眠動物。”果真如此的話，我們的物種要想為應(yīng)對蟄眠的生理壓力做好準(zhǔn)備，也許只需要改變我們已經(jīng)擁有的基因即可。
在美國航空航天局的那場研討會結(jié)束了四個月后， SpaceWorks發(fā)布了其人類蟄眠項目第二階段的最終報告。這份長達 115 頁的文件很坦率地談到了未來面臨的諸多挑戰(zhàn)：比方說，布拉德福德和他的合著者承認，人們對冬眠會如何影響宇航員的認知能力知之甚少。但該報告亦斷言，根據(jù)目前的研究速度，美國航空航天局最早可能在 2026 年就可以開始對德魯?shù)幕旌纤幬锏榷呒夹g(shù)進行人體測試。從美國航空航天局最近幾個月啟動的投資來看，該機構(gòu)似乎有意促成這一點。
插圖：ORI TOOR
美國航空航天局不僅開始接受了這一點：即蟄眠對于讓宇宙飛船更輕便是必不可少的，同時該機構(gòu)也接受了布拉德福德的觀點，也就是蟄眠可以幫助宇航員避免長途太空旅行會給人體帶來一些困難。比方說，關(guān)于登陸火星，其中的一大變數(shù)是人類能否忍受銀河系宇宙射線的破壞。人類在地球之所以安然無恙是因為有磁層的保護，像國際空間站這樣的軌道飛行器也位于磁層之內(nèi)。可一旦航天器飛出地球磁層，就沒有真正的方法來躲避這些致癌粒子，科學(xué)家們還沒有找到一種可延展的輕質(zhì)材料可以屏蔽宇宙射線。但是，如果可以降低人體細胞活性的話，它們可能會對輻射產(chǎn)生顯著的抵抗力。比方說，在 1972 年的一項實驗中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在冬眠時受到輻射的地松鼠比完全清醒的同類存活率要高得多。
空間健康轉(zhuǎn)化研究所（Translational Research Institute for Space Health）的首席醫(yī)療官Emmanuel Urquieta表示：“其假設(shè)是，如果減少細胞的新陳代謝，那么輻射造成的損害也會相應(yīng)減少。所以只要多給細胞一點時間，它們就可以開始修復(fù)受輻射照射的影響。”
2021 年 8 月， Urquieta 的研究所向有興趣進一步研究人類蟄眠的研究人員提供了 400 萬美元的資金。其中一位受助者的研究對象是一個已滅絕的人類物種的化石遺骸。在大約 43 萬年前，這些物種也許曾在西班牙北部的洞穴里面冬眠。另一位受助者正打算弄清楚既可讓人類進入冬眠又不會造成過度生理壓力的理想溫度是多少。匹茲堡大學(xué)9University of Pittsburgh）急診醫(yī)學(xué)教授克利夫頓·卡拉威（Clifton Callaway）正在深入研究可用于長途太空飛行暫停生命系統(tǒng)的藥物。
和布拉德福德一樣，卡拉威早期對人體蟄眠的興趣源于他對低溫治療的好奇。長期以來，他一直希望這項技術(shù)的運用，不僅能幫助完全心臟驟停的幸存者，還可以幫助那些出現(xiàn)心臟病早期發(fā)作跡象，被送進急診室的病人。為了幫助低溫治療成為此類患者的現(xiàn)實選擇，卡拉威開始尋找可以防止顫抖而又不會對重要器官造成損害的藥物。就在 Covid-19 疫情爆發(fā)之前，他用右美托咪定（一種用于麻醉的溫和鎮(zhèn)靜劑）取得了一些令人鼓舞的結(jié)果。他回憶道：“這種藥物的效果非常好，以至于我們認為，‘噢老天，這東西真的可以用在宇航員身上’”。
聽起來有點怪異，但冬眠也許是時間旅行唯一稍微可行的形式。
純粹的右美托咪定帶上宇宙飛船可能沒有多大的用途，因為它的鎮(zhèn)靜作用只能持續(xù) 30 分鐘，而且必須靜脈注射。但是，卡拉威正在對許多密切相關(guān)的藥物進行人體試驗，希望從中能找到一種可以通過藥丸或貼劑給藥的藥物。明年，他計劃擴大工作范圍，評估我們這個物種在長期低代謝狀態(tài)下的恢復(fù)能力。
卡拉威說：“我們的主項目是要征召 8 到 10 個人，讓他們進入 5 天的蟄眠狀態(tài)。我希望他們每天能睡 20 個小時，保持稍微低一點的體溫，從而消耗更少的氧氣與卡路里，并產(chǎn)生更少的二氧化碳。我們會在實驗之前與結(jié)束之后對他們進行大量測試，去弄清楚‘宿醉’究竟是怎么回事。”
卡拉威還不知道他怎么讓他的測試對象進入蟄眠狀態(tài)，但他很清楚凱利·德魯在阿拉斯加實驗室進行的創(chuàng)新。2019 年，德魯曾經(jīng)去拜訪過他，讓他發(fā)現(xiàn)了從冬眠動物身上汲取靈感的可能性。卡拉威說：“我從研究冬眠的生理學(xué)家那里獲得的一條經(jīng)驗是，以為可以找到單一的一種能讓動物或人進入冬眠的藥物是非常天真的想法。我想在 10 年之內(nèi)，我們要尋找的答案也許是我現(xiàn)在正在研究的這類藥物當(dāng)中的一種，再加上路博士正在研究的一種藥物，然后再加上別的睡眠研究員正在研究的另一種藥物。這種藥物混合物最有可能為宇航員提供長距離的安全睡眠。”
卡拉威懷疑，當(dāng)這些宇航員進入睡眠時，他們的體溫能不能降到像北極地松鼠一樣的程度，或者新陳代謝能不能像北極地松鼠一樣低。但他指出，熊也是非常高效的冬眠動物，它們在冬天睡眠時只會將體內(nèi)溫度降低幾度。他說：“我們可以用這十年的時間復(fù)制熊的本領(lǐng)。”
插圖：ORI TOOR
有時候連 63 歲的德魯自己都無法相信，她將近一半的生命都花在了確定這種 3.5 磅重的嚙齒動物是如何在冬天實現(xiàn)“關(guān)機”的。她認為自己很幸運能夠以如此一絲不茍的節(jié)奏解決問題。她用自嘲的口吻說：“如果你去跟業(yè)內(nèi)人士交談時，他們是永遠也沒法容忍這種情況的。”
費爾班克斯，阿拉斯加大學(xué)。凱利·德魯正在她的實驗室里抱著一只北極地松鼠。攝影：MARY WEBB
但是多虧像德魯這樣的大學(xué)研究人員解開了關(guān)于冬眠的一些基本謎團，私營部門開始注意到它的潛力。當(dāng)科羅拉多大學(xué)的桑迪·馬丁去年退休時，她把冬眠組織庫授權(quán)給自己以前的學(xué)生，一位名叫凱蒂·格拉貝克（Katie Grabek）的計算生物學(xué)家。 格拉貝克隨后與人共同創(chuàng)立了硅谷初創(chuàng)公司FaunaBio ，希望能夠發(fā)現(xiàn)冬眠動物能夠在會殺死大多數(shù)人的壓力事件（尤其是在冷卻和復(fù)溫過程中對內(nèi)臟器官造成的突然沖擊）中幸存下來的秘密，然后利用這種發(fā)現(xiàn)來改善對心臟和肺部疾病的治療。
格拉貝克說“當(dāng)這些動物從蟄伏中醒來時，情況與心臟病發(fā)作非常相似。” FaunaBio 希望能識別出冬眠動物用來預(yù)防或修復(fù)細胞損傷的分子化合物，以期開發(fā)出可以幫助心臟病患者的藥物。
但是，如果冬眠確實能成為人類的現(xiàn)實選擇的話，那即便是我們這些健康狀況不錯的人也會感覺到它的誘人。誘導(dǎo)蟄眠似乎提供了一條迂回的道路，讓我們至少可以實現(xiàn)幾個超人類主義的夢想。比方說，也許可以延年益壽——前提是你不是純粹下決心要延長自己有意識的生命。正如雷蒙德·J·霍克（Raymond J. Hock0在 1960 年所指出那樣，冬眠似乎確實提供了一個青春之泉。比方說，今年早些時候，加州大學(xué)洛杉磯分校的一個團隊發(fā)現(xiàn)，每年有長達三分之二的時間都在冬眠的黃腹土撥鼠，其體內(nèi)擁有的遺傳物質(zhì)要比根據(jù)其實際年齡預(yù)期出來的情況要健全許多。研究人員在《自然》雜志上寫道：“個體成功進入冬眠所需的分子和生理反應(yīng)可能可以預(yù)防衰老。”
聽起來有點怪異，但冬眠也許是時間旅行唯一稍微可行的形式。在寫于 1850 年的一篇諷刺故事（編者注：《同木乃伊的對話》（Some Words with a Mummy））中，埃德加·愛倫·坡設(shè)想古埃及的木乃伊制作就是這樣一種技術(shù)。當(dāng)故事的主人公不小心復(fù)活了一具木乃伊?xí)r，蘇醒的埃及人解釋說，在他的文明里，歷史學(xué)家有時候會“分階段”度過自己的一生。他們會冬眠幾百年，然后再蘇醒過來，去修正有關(guān)他們那個時代的相關(guān)記錄——這是一種“防止歷史淪為無稽之談”的手段。當(dāng)然，今天沒人會對開發(fā)能讓人冬眠幾百年的藥物感興趣。但是，如果能有一個生物性的快進按鈕，可以讓某人跳過幾個月或更長時間進入未來的話，也許會有它的用處——或者，至少，對某些類型冒險家會有吸引力。
至于我自己，我覺得冬眠最吸引人的地方在于它有可能讓我從剪不斷理還亂的思緒中解脫出來，去度過一個短暫的假期。在過度刺激、焦慮和恐懼令人筋疲力盡的時候，我很想知道“關(guān)機”一兩個星期會是什么樣子。在 《2001 太空漫游》里，亞瑟·C·克拉克筆下的一個主角就很渴望通過蟄眠獲得心理解放：“有時候，鮑曼，發(fā)現(xiàn)號的艦長，看著三個失去意識的同事冰凍在寧謐的人工冬眠裝置里，會覺得相當(dāng)羨慕。在抵達土星之前，他們沒有煩惱，沒有責(zé)任，整個外在世界都不存在。”
不過話又說回來，冬眠客的脆弱性是科幻小說永恒的主題。 在電影《2001 太空漫游》里，被密封在人工眠裝置內(nèi)的三名宇航員結(jié)局就很慘，最后被有了自我意識的飛船操作系統(tǒng) HAL 9000 毫不留情地殺害了。無數(shù)其他的科幻作品聚焦的是另一種局面：當(dāng)長期冬眠者蘇醒過來，目睹這個他們不在時已經(jīng)失控的世界所經(jīng)歷的震驚與社會混亂。就算我們?yōu)榱送瓿上竦顷懟鹦沁@樣有價值的行動而冬眠幾個月，重新恢復(fù)意識也注定是一件很復(fù)雜的事情。北極地松鼠熱身幾個小時后就能恢復(fù)原狀。但如果它們有幸擁有人類的自我意識的話，情況可能就不是這樣了。
譯者：boxi。
