研究人员保存了整个兔脑

五年前，一个名为“大脑保存基金会”（BPF）的非营利组织向全球神经科学界发起了一项艰巨的任务：保存小鼠大脑（或同等大小的哺乳动物大脑）以进行超长期存储。其中的所有神经元和突触都必须保持完整，并在特殊的电子显微镜下可见。如果成功，这项成就不仅将使科学家能够更好地研究和治疗脑部疾病，而且还将为我们有一天能够保存存储在大脑数万亿个微观连接中的记忆铺平道路。

今天，BPR 宣布，由麻省理工学院应届毕业生罗伯特·麦金太尔 (Robert McIntyre) 领导的 21 世纪医学 (21st Century Medicine) 项目赢得了该奖项，为这场持续五年的竞赛画上了圆满的句号。该团队因其工作获得了 26,735 美元的奖金。

麦金泰尔和他的团队想出了如何保存大脑回路的方法，他们首先使用强力化学物质固定或悬浮神经元和突触，然后将它们冷却到极低的温度。他的技术被称为“醛稳定低温保存”，于去年 12 月发表在《低温生物学》杂志上。随后，包括基金会主席、霍华德休斯医学研究所神经学家肯尼斯海沃思在内的一组评委对其进行了评审。海沃思在一份新闻稿中说：“整个大脑的每个神经元和突触看起来都保存得很好。”

McIntyre 的技术与其他技术不同，其关键步骤是使用一种名为戊二醛的有毒化学物质（目前用作极强的消毒剂）。戊二醛迅速扩散到兔子的整个大脑，阻止腐烂，并将大脑血管系统内的蛋白质固定到位。这可以稳定组织并形成完整的大脑，如果在 -135 摄氏度下储存，可以成功保存数个世纪。

麦金太尔说，这项技术最初是在 1986 年工程师埃里克·德雷克斯勒的《创造引擎》一书中提出的，但德雷克斯勒没有进一步研究。2010 年，21 世纪医学首席科学官格雷格·法伊在实验中使用了这项技术来保存肾脏。然后在 2014 年，麦金太尔开始在小型哺乳动物的大脑中完善这项技术。

经典的人体冷冻技术——将身患绝症的人长期置于停滞状态，以便某一天当更好的技术出现时，他或她可以复活并可能治愈——在很大程度上仍然无法实现。因此，神经科学家将他们的资源投入到一个更务实的目标上：只保存大脑的“连接穹顶”，或者说只保存大脑的所有神经元和突触连接。

麦金泰尔说，当我们的大脑形成新的记忆时，记忆的形成就等于突触大小的增加。因此，从理论上讲，保存大脑的连接组也可以保存记忆。希望有一天我们能找到一种方法来上传存储在完整大脑中的信息和记忆。“我们知道它可以保存几个世纪而不会腐烂，”麦金泰尔说。“如果我们想象一下我们现在拥有的技术，但速度要快一百万倍。这并不荒谬。”

与此同时，科学家或许可以利用这项技术更详细地研究大脑的工作方式，从而更好地理解和治疗疾病。例如，它或许可以揭示阿尔茨海默氏症中难以观察到的细节，如神经斑块的形成。该技术或许还能帮助研究人员开发出更好的人工智能：完整的大脑回路图可以作为未来人工智能如何工作的模型。

目前，下一步是完善这项技术在大型哺乳动物中的应用，这是 BPF 挑战的后半部分。这可以作为该技术在人类身上应用的模型。麦金太尔的团队已经保存了猪的大脑，但该奖项的评委尚未对其进行检查。今年 1 月，麦金太尔成立了 Nectome 公司继续进行这项研究。

这项研究需要多长时间，以及人类大脑及其所包含的所有记忆和信息是否能成功保存，还有待观察。但麦金泰尔对他的技术和整个人体冷冻领域持乐观态度。“这个时间表并不是一成不变的，”他说。但“在理想的世界中，我们会设想这样一个未来，如果你面临生命终结，你的大脑可以以这种细节水平保存下来。”