天天看點

數字永生和生物意義上的永生,哪個可行性更高?更早能實作?

作者:瞻雲

回答這個問題前,我們需要弄清楚——

人類的壽命為什麼會有限?

20世紀60年代以前,人們一直相信脊椎動物的細胞擁有無限分裂的能力。直到1961年,美國微生物學家列奧那多·海弗裡克的發現,打破了人們的幻想。

通過實驗觀察,海弗裡克發現,正常細胞在體外的分裂次數存在一個40~60次的上限。這個上限,又被稱為海弗裡克極限[1]。

20世紀70年代,科學家伊麗莎白·布萊克本 (Elizabeth Blackburn)等人,發現了位于染色體末端的端粒結構。

數字永生和生物意義上的永生,哪個可行性更高?更早能實作?

人類端粒

端粒可以保護染色體,并保證基因複制時的穩定性,但端粒在每次複制的時候會丢失一部分。當丢失的端粒達到極限,細胞也就不再分裂[2]。

數字永生和生物意義上的永生,哪個可行性更高?更早能實作?

端粒的發現,完美得解釋了海弗裡克極限。

伊麗莎白布萊克本等人,還發現了能修複端粒的端粒酶。

數字永生和生物意義上的永生,哪個可行性更高?更早能實作?

端粒酶分子結構

數字永生和生物意義上的永生,哪個可行性更高?更早能實作?

端粒酶和DNA聚合酶制造端粒的順序

不同細胞海弗裡克極限的長短,受限于細胞端粒的長度,以及修複能力。胰島細胞的海弗裡克極限隻有10餘次,而造血幹細胞的海弗裡克極限可達到100多次。

進入21世紀之後,端粒的研究,已經成了生物學的熱門領域。2009年,伊麗莎白布萊克本等人被授予諾貝爾生理學或醫學獎[3]。

利用端粒酶修複端粒,是否就能打破海弗裡克極限呢?

胚胎幹細胞和生殖細胞之是以能無限分裂,便是在與端粒酶對端粒的修複。但在正常細胞中,如果端粒酶過于活躍,便會導緻癌症的發生。而癌細胞之是以能無限分裂,同樣在于端粒酶對端粒的無限修複。

可否有可能突破海弗裡克極限,又不提高癌症的發生呢?

這是可以的,2000年前後,研究者引入外源端粒酶對細胞染色體端粒進行修複(異位表達)[4] [5],打造出了沒有癌化的永生細胞系。端粒酶的異位表達擁有廣闊的運用前景,甚至有可能為人類未來的永生技術提供堅實的基礎。

在遙遠的将來,利用端粒酶的異位表達來實作永生,并非沒有可能性。

例如無脊椎動物中,不少動物都擁有無限的理論壽命,例如水螅、龍蝦等等,而龍蝦便是典型的擁有無限修複端粒的能力。

數字永生和生物意義上的永生,哪個可行性更高?更早能實作?

然而限制永生的,可不僅僅隻有端粒。

2013年,一篇名為《The hallmarks of aging(衰老的特征)》的文章,刊登在《Cell》雜志上,對人類衰老研究進行了一系列的經典總結[6]。

該文例舉了影響人體衰老的九大特征,除了端粒損耗外,還有基因組不穩定性、表觀遺傳學改變、蛋白内穩态失衡、營養感應失調、線粒體功能異常、細胞衰老、幹細胞耗竭,以及細胞間通訊改變。

數字永生和生物意義上的永生,哪個可行性更高?更早能實作?

九種因素互相影響,共同決定了人體的衰老,但起到決定性作用的還是基因層面。

但從根本性上來說,其實都是人生數十年來,從細胞、分子的微觀層面,破壞/損傷的不可逆積累。

人類細胞達到100萬億,而且每天更新都會更新3300億個,要從細胞、分子層面上修複,且不說難度,單單從總工作量的角度來說,都是一個天文數字。

永生技術的根本性難題,猶如天塹一般擋在了人類的身前。

也正是在這個大前提下,很多人把數字永生看做了,無法實作生物永生的替代選擇。

數字永生真的能夠實作,作為生物永生的替代選擇嗎?

真正意義上的數字永生(而不僅僅單單是電子資料備份)前提,是能做到真正的意識上傳。

然而在意識上傳之前,卻必須面對一個現今無法完全解答的問題:

意識究竟是什麼?

高階理論(HOTs)、全局工作空間理論(GWT)、資訊整合理論(IIT)、再入和預測處理理論,是解釋意識的四大主要理論,然而令人類尴尬的是,這些理論目前來說,都無法真正的驗證。

甚至因為相信的人太多,資訊整合理論(IIT)還被124個科學家“盲目”打上了“僞科學”的标簽[7]。

但其實,我們也可以不用管意識理論之争,至少神經科學發展100年以來,存在一些基本的共識:

一般把意識看作是大腦的一種物質性、生理性功能。

雖然我們并沒有完全弄清楚意識究竟是什麼,但一些實驗,至少證明了,意識無法脫離大腦的物質基礎。

早在20世紀80年代,心理學家本傑明•李貝特便做了一個著名的實驗[8] [9]。

他們讓5個左撇子的大學生坐在躺椅上,并告訴他們用1~2秒的時間放松頭部、頸部,以及前臂肌肉。但在決定做這一件事情之前,他們需要突然快速動一根手指或手腕。當他們活動手指的時候,不要有任何的預先計劃或刻意關注,随機重複40次。

在這些大學生進行這些動作時,研究人員測量了三個變量:

1、貼在前臂的電極,記錄手指動作開始的時間。

2、貼在頭皮上的電極,測試動作開始時大腦的預備電位。

3、感受到行為沖動(想動手指)時,喊出螢幕中鐘表的“時間”,進而測出決定時刻。

數字永生和生物意義上的永生,哪個可行性更高?更早能實作?

添加圖檔注釋,不超過 140 字(可選)

經過多達幾百次實驗,李貝特最終都發現,決定時刻出現在大腦預備電位之後。

平均時間間隔為350ms。

也就是說,當我們決定做某一件事情之前的1/3秒,大腦就已經發起動作了。

是以,有研究者悲觀地認為人類并沒有自由意識。

不過在進一步的實驗中,李貝特讓被試大學生,在做決定之後否決行為。

雖然大腦出現了預備動作電位,但最終阻止了動作,沒有檢測到手上的電位。近年來的也有研究進一步表明,當大腦動作電位出現後一定時間内,可以進行否決,但距離動作時間足夠近時,否決的成功率便會大大降低[10]。

這說明,無論人類有沒有自由意識,但在一定時間内都有否決的自由。

40年來,有大量的研究支援李貝特實驗中意識決定延于與大腦動作的結果。延後時間短則數百毫秒,最長甚至可達10餘秒[11] [12] [13]。

一項實驗中,經顱磁刺激改變受試者的左右手使用習慣後,受試者依舊認為自己的選擇經過了自由意識的決定[14]。在某些實驗設計下,當出現無意識判斷或沖動行為,受試者也會認為是自己的決策行為[15]。

直接對進階皮層進行刺激,受試者則可能出現錯誤的意識判斷。例如,他們可能認為自己做出了某種動作,但實際并非發生[16]。

這似乎更加肯定了人類沒有自由意識。

然而,最近10多年一些研究者卻有了進一步的發現,有研究者否定了人類沒有自由意志的看法。

2009年,有人把李貝特的經典實驗,修改為播放一段音頻,然後讓志願者決定是否敲擊一個鍵。研究發現,不管志願者是否真的選擇了敲擊,兩種情況下都有相同的大腦預備電位。

這表明,大腦預備電位并不表明已經做出了決定。

當然志願者即刻決定是用左手還是右手按鍵時,大腦的早期動作電位同樣沒有什麼差別,這說明大腦早期産生的動作電位,可能是注意到信号或者對資訊的預處理。

近年來,越來越多更精确的方法,證明意識決定不是瞬間出現的,而是逐漸建立起來的。是以有研究者認為,決策結果的早期神經标記不是無意識的,而是簡單地反映了有意識的目标評估階段,這些階段還不是最終的,在達成最終意識活動之前,這個決策可以終止或改變[17]。

總之,一個動作可能在我們的“意識”意識到它之前就已經開始了,并不意味着我們的意識不能準許、修改或者取消這個動作。

以上這些實驗,使我們可以在不談具體意識理論的前提下,進行這樣的判斷:

意識是大腦神經活動之後的産物,它并沒有先決性,也不能孤獨存在。并不存在一段單獨的資訊(甚至量子态的意識/靈魂),用來進行意識上傳。

要做到真正的意識上傳,本質上是需要維持意識的連續性。

可喜的是,意識的連續性,可以通過物質的連續性來維持。

我們大腦這種物質,在我們成長過程中,本身就是不斷連續變化,微觀結構不斷持續替換的過程。我們的自傳體記憶,維持着我們意識和自我意識的連續變化,讓我們有意識體驗和自我體驗。

而這些連續變化的資訊,正是成千上萬的電化學過程,是可以通過電子硬體來進行複制或替換的。

也就是說,要做到真正的意識上傳,那麼就需要打造出真正可替的電子神經元,然後如同一個人成長過程中那樣,逐漸替換掉神經元,維持自傳體記憶的連續性,這樣才能真正的做到意識上傳。

也就是說真正意義上的數字永生,需要的是細胞層面上的等效替換,這就需要人類分子納米機器人技術已經達到極高的地步。

前面提到,在生物水準上,人類之是以不能永生,前文提到的9原因(基因組不穩定性、表觀遺傳學改變、蛋白内穩态失衡、營養感應失調、線粒體功能異常、細胞衰老、幹細胞耗竭),本質上都展現在一種破壞的積累。

如此高水準的納米機器人技術,已經完全能夠做到,在分子層面,随時随地地修複破壞。

不僅能夠讓人永生,甚至能夠真正的做到永葆青春,使得生理年齡維持在恒定不變的情況下。

也就是說,很有而可能,真正的數字永生是以生物永生已經實作為前提得。

它自然也就失去了,生物永生走不通時的替代意義。而像電影《流浪地球2》中的數字人,我更甯願稱之為電子複制人,而非真正意義上的數字永生。

當你實作生物永生,你的身體内,随時随地都存在大量可控納米機器人。

人體細胞達到100萬億,哪怕1%就是1萬億的納米機器人。

所有納米機器人的精準控制,至少需要一台超算來維持,需要現今尚不存在的比對人體的優秀人工智能算法,考慮到人體本身是持續維持平衡的浩耗散系統,生化内環境的變化瞬息萬千,這些納米機器人的控制中心,也需要持續地進行深度學習。

這對任何一個人永生的持續維持,都是以極高的成本為代價。

而為了更好地比對機器,人體改造也是在所難免。再加上機器的維護成本有可能比起有機體更低,未來也可能會有更多的人選擇用機器替代身體。

随着時代的發展,量變到質變。生物永生和數字永生的界限,有可能會變得越來越模糊,最終殊途同歸。

在這種情況下,生物體的形态,甚至可以做到自由設計的地步。

那麼,在最後我們是否可以提出這樣的一個假想:

無論生命/文明以何種方式起源,宇宙中的終極生命形态,在物質上的差異都會極小。最大的差别,可能隻是在文化差異,對生命外觀形象的個體/群體性偏好。

以上超出現有理論的部分,皆是個人觀點。

歡迎在評論區讨論。

參考

  1. ^Shay J W, Wright W E. Hayflick, his limit, and cellular ageing[J]. Nature reviews Molecular cell biology, 2000, 1(1): 72-76.
  2. ^Blackburn E H. Switching and signaling at the telomere[J]. Cell, 2001, 106(6): 661-673.
  3. ^https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2009/summary/
  4. ^Counter C M, Meyerson M, Eaton E N, et al. Telomerase activity is restored in human cells by ectopic expression of hTERT (hEST2), the catalytic subunit of telomerase[J]. Oncogene, 1998, 16(9): 1217-1222.
  5. ^Hooijberg E, Ruizendaal J J, Snijders P J F, et al. Immortalization of human CD8+ T cell clones by ectopic expression of telomerase reverse transcriptase[J]. The Journal of Immunology, 2000, 165(8): 4239-4245.
  6. ^López-Otín C, Blasco M A, Partridge L, et al. The hallmarks of aging[J]. Cell, 2013, 153(6): 1194-1217.
  7. ^Fleming S, Frith C, Goodale M, et al. The Integrated Information Theory of Consciousness as Pseudoscience[J]. 2023.
  8. ^Libet B , Gleason C A , Wright E W , et al. TIME OF CONSCIOUS INTENTION TO ACT IN RELATION TO ONSET OF CEREBRAL ACTIVITY (READINESS-POTENTIAL)[J]. Brain, 1983, 106(3):623-642.
  9. ^Libet B . Unconscious cerebral initiative and the role of conscious will in voluntary action[J]. Behavioral & Brain ences, 1985, 8(4):529-539.
  10. ^Schultze-Kraft M , D Birman, Rusconi M , et al. The point of no return in vetoing self-initiated movements[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2016, 113(4):1080-1085.
  11. ^Matsuhashi M , Hallett M . The timing of the conscious intention to move[J]. European Journal of Neuroence, 2010, 28(11):2344-2351.
  12. ^Soon, C., Brass, M., Heinze, HJ. et al. Unconscious determinants of free decisions in the human brain. Nat Neurosci 11, 543–545 (2008).
  13. ^Soon C S , He A H , Bode S , et al. Predicting free choices for abstract intentions[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013, 110(15).
  14. ^Brasil-Neto J P , Pascual-Leone A , Valls-Sole J , et al. Focal transcranial magnetic stimulation and response bias in a forced-choice task.[J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 1992, 55(10):964-966.
  15. ^S Kühn, Brass M . Retrospective construction of the judgement of free choice[J]. Consciousness & Cognition, 2009, 18(1):12-21.
  16. ^Desmurget, M.; Reilly, K. T.; Richard, N.; Szathmari, A.; Mottolese, C.; Sirigu, A. (2009). "Movement Intention After Parietal Cortex Stimulation in Humans". Science. 324 (5928): 811–813.
  17. ^Guggisberg A G , Ana?S M . Timing and Awareness of Movement Decisions: Does Consciousness Really Come Too Late?[J]. Frontiers in Human Neuroscience, 2013, 7.