很多科幻電影提到的休眠技術,有多大可能性?

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不論是大年初一熱映的《流浪地球》還是前幾年熱映的《星際穿越》或者1968年熱映的《2001太空漫遊》,細心觀眾和科學愛好者以及科幻迷們都在其中能發現“人體休眠”或者說“人體冬眠”的情節。

其實從航空航天角度看,人體冬眠技術確實是遠距離長時間星際航行的最好幫手,畢竟構建大型生態循環的難度和成本要遠遠高於人體冬眠的成本,因此不排除未來的宇航員們在冬眠艙中沉睡幾十年最後到達目的地的可能性。


但不論人體冬眠技術的前景有多麼廣闊,對於現在的我們來說它依舊還是一項未來技術,目前我們能做到的只是把人凍上而不能解凍,而解凍過程又恰恰是人體冬眠的核心技術。目前在全世界範圍內已經有一部分絕症患者進行了人體冷凍手術,他們都期待自己重見天日的那一刻早點到來。

冬眠技術的目的就是讓人體的新陳代謝和各項生理活動長時間保持在最低水平,這樣一來人體的老化速度就會變成原來的十分之一百分之一,冬眠人可以用1年的生理衰老跨越10年甚至是100年。


目前世界各國其實已經在研究冬眠技術了,NASA就一直希望有一種技術可以讓登陸火星的宇航員們在大半年的航行時間都保持深度睡眠或者說冬眠,因為這樣一來就不需要攜帶海量生活物資了。


宇宙探索未解之迷


不只是在電影裡,我們現實世界中,也有很多真實的例子可以證明,休眠不但是可行,而且是實際存在的。

比如青蛙和蛇的冬眠。

印度有一個被稱為“聖僧”的巴巴星·維達殊,通過習練古老的印度瑜伽術,在1967年,按照他的囑咐追隨者將他活埋入地下。到1987年,他的追隨者們將他從棺材裡挖出來,令人驚奇的是他還活著,而且面容沒有任何衰老的跡象。這件事在當時引起了極大的轟動!這也是我們人能夠主動的進入休眠狀態的一個有力的證明。


而電影電視裡經常會出現,將人體冷凍起來的場景,只能是一種不嚴謹的偽休眠。

因為在冷凍的過程中,整個身體細胞,可以說是被動的處於一種假死狀態。最關鍵的是冷凍和解凍,有任何一個環節出現了問題,那麼人就會由假死變成真死。

曾經有人做過一個實驗,將一條活蹦亂跳的鯉魚,扔進液氮中,過了一分鐘將鯉魚拿出來時已經凍得像木頭一樣堅硬。那是當把這條凍僵的魚放到冷水裡時,這條魚竟然奇蹟般的又活了過來。在水裡悠然自得的游來游去,彷彿根本沒有經歷這樣一場生死劫。


我的意思並不是說,我們人類也可以像鯉魚一樣,能夠“死而復生”。這個實驗其實是,告訴我們,香魚和兩棲類動物,有很多有這種特異功能。因為他們的身體獨特,身體構造決定了這一點。他們的體溫可以隨外界的體溫進行調節。甚至可以讓身體的生命特徵完全停止。讓我們看上去他們好像是死掉了一樣。但是隨著加溫,他們的身體又會隨之恢復活力。某些蛇類的冬眠是一個道理。

但如果這樣的事情要是發生在人身上,幾乎就是置人於死。首先,哺乳動物無法過冷凍這一關。人類身體細胞組織的結構 使得人體細胞在結冰時會撐破細胞壁。如果可能的話,冷凍需要在極短的時間內完成,當細胞壁沒有來得及被撐破,就完成冷凍的過程。但這只是完成了事情的一半,冷凍後能夠再次甦醒,這才是完成了一個整個休眠的循環。將速凍的人體進行解凍,這似乎比冷凍要更加的困難。同樣緩慢的解凍會導致人體細胞壁的破裂。因此激動的時候也需要急速的解凍,但迄今為止,似乎這種急速的解凍,我們人類還沒有掌握。



所以很多科幻電影裡面出現的,那些類似水晶盒子一樣的冷凍設備,應該只是幫助人體維持和檢測極限生命體徵下的休眠狀態。主導的還是來自人自身的休眠意識和人體主動的降低生命特徵,如果這種輔助休眠的設備,真的是為了讓人類少消耗食物才發明的,這就未免有點太……如果連飯都吃不起,還去外星探索什麼。(笑)冬眠不是身體內沒有能量消耗。如果需要補充人體所必需的養分,那麼它怎樣獲得?難道是來自我們一直儲存在飛船上的食物嗎?只要是食物就會有過期的一天。



所以,我們還是要發掘自身休眠的巨大潛力!相信總有一天,我們會真正的掌握休眠的原理,使其能在延長人類壽命,甚至是星際旅行裡,起到舉足輕重的作用!


星光之霖


科幻電影中的人體休眠技術,現實中有多大可能性?

傳說中的休眠技術在科幻電影中看得已經很多了,從《阿凡達》中的休眠到潘多拉星軌道上甦醒的傑克,到《太空旅客》中被小行星撞擊所喚醒的星爵,甚至還有《星際穿越》中的老黑在卡岡圖雅的軌道上等待庫伯回來,休眠技術的完美表現讓大家心馳神往!但看似簡單的技術,以現代條件下能實現嗎?

《阿凡達》的休眠艙,一個艙室上下兩面都有人員,看起來這不是VIP艙,比起《太空旅客》中的VIP待遇那是差多了!

《太空旅客》中可是低密度的頭等艙待遇,當這並不是我們今天討論的關鍵,本文的主題是以地球上現有的技術能實現休眠(冬眠)嗎?

一、什麼是休眠(冬眠)?

冬眠是動物對極端外界條件的適應,比如缺乏食物和寒冷的冬季,動物在消耗極低的狀態中度過漫長的冬季,直達溫暖的春天!在這種條件下,身體的各項機能都降到臨界狀態,比如心跳一分鐘幾次甚至更低,呼吸甚至數分鐘才一次,新陳代謝降到了僅僅能維持生命的狀態!對於動物來說,這是應對極端條件的一種生存狀態!一般冬眠的類型有三種:

1.提體溫調節與周圍環境一致,因外界條件觸發的冬眠,比如蛇以及蛙類等兩棲爬行類動物!

2.主動調節體溫接近周圍環境進入冬眠狀態,但一般體溫會維持在5℃以上,避免體液達到0℃以下結冰!

3.介於冬眠與睡眠之間的“沉睡狀態”,比如熊等動物,冬眠時體溫僅僅下降幾度!

從生活習慣上看人類並不需要進入冬眠狀態,因為人類的儲藏習慣可以捱過漫長的冬季,並且冬季也是一個準備與學習的季節,怎麼可以在冬眠中浪費呢?事實上是在漫長的太空旅途中,如果不能進入冬眠,那麼將消耗極度寶貴的資源,甚至在還沒有到達目的地之前就消耗殆盡!當然我們的規劃不可能如此草率,但如果能冬眠的話,則可以將更多的資源應用於目的地的建設物資準備!

二、我們人類能進入冬眠狀態嗎?

上文中的特別是第二種和第三種我們人類非常感興趣,因為哺乳動物的身體構造是類似的,而冬眠的哺乳類能在冬眠之前發出特殊的信號調節器官的代謝狀態!而我們人類最想了解的就是這個信號是怎麼發出的,過程是如何控制的,又是如何做到不損傷其他器官的!

2016年9月,中國科學院深圳先進技術研究院王虹在《科學》上發表了一片論文,部分揭開哺乳動物體溫調節機制的奧秘!實驗過程:利用最新的生物遺傳學技術,將小白鼠身上的設定和體溫調節神經元以特定的方式標記出來,這些神經元有一個特點,即表達TRPM2基因!,然後王虹在小白鼠基因組的特定位置植入一個“分子開關”,並向小白鼠體內注射一種名叫“Clozapine N-oxide”的藥物,它可以打開這個開關!激活TRPM2表達基因,小白鼠的體溫在2個小時內從37℃下降到了27℃,藥物代謝完畢後小白鼠體溫恢復正常,在隨後的檢測中,歷時約10個小時的實驗並沒有損傷小白鼠的健康!

當然這項技術是否能應用到人體上現在還無法下結論,但這就是黎明前的曙光,我們已經在根本上發現了這個調節的原理,但這僅僅是體溫調節,而其他是否有關聯,或者小白鼠的生理過程儘管類似但卻不能替代,因此應用到人體還需時日!

美國國家航空航天局也正在加緊對“人工冬眠”的研究,公開的資料表明NASA資助一家名為Spaceworks的公司,探索如何降低宇航員的體溫和代謝水平,以其達到類似冬眠或者極度沉睡的狀態,在180天的旅途中保持低消耗狀態到達火星!

三、冬眠的副作用

上文不是說沒有副作用麼?當然這僅僅是十小時的實驗,時間上並不足以表達整個冬眠進程!據維也納大學對歐洲黃鼠的研究中發現,長達整個冬季的冬眠會對動物的記憶造成負面影響,與沒有冬眠的其他動物比較,歐洲黃鼠在冬眠後似乎已經在冬眠前學習的技能忘得一乾二淨(冬眠之前在實驗室學習的走迷宮以及食物自給的槓桿等),維也納大學的研究人員對此解釋,冬眠可能會降低腦部機能!

這也許是一個悲傷的故事,加入個冬眠週期醒來的宇航員們個個都失憶了的話,這絕對將要發生事實上的《深空失憶》事件!可能有很多朋友並不知道《深空失憶》這部電影,但只要瞭解這是一部大規模星際移民的電影,在到達目的星球降落於海洋後,醒來的隊員沒有一個記得他們擔負的使命,而且都過了數百年,甚至都出現了新的人種......

也許上圖的劇照能讓各位想起些什麼,這是一部震撼的科幻片,一直堅持到最後才揭開謎底,有興趣的朋友不妨去看看2009年9月25日上映的老片,但表達的思想可絕不陳舊!

從冬眠的整個理論體系上來看,我們實現它還是非常具有潛力的,也許就在不遠的未來,但對於冬眠生理學以及冬眠的大腦記憶過程的研究還是一片空白,甚至還有我們未曾面對的未知領域,我們並不能簡單的一句話來概括行或者步行,不過未來的大門已經向我們打開,剩下的只有人類的努力以及給予足夠的時間!


星辰大海路上的種花家


低溫休眠技術還是比較容易實現的,但是類似科幻電影中的冰凍休眠技術還是非常複雜的,短時間內實現不了。

地球生命都有休眠模式

生命在進化過程中,為了適應環境週期性的劇烈變化產生了休眠功能。由於氣候的變化和食物供給減少的影響,生物為了生存需要降低自身能量消耗,以休眠模式度過寒冬或者酷暑。在休眠過程中,動物心跳減慢,呼吸微弱,降低新陳代謝速率,僅以極少的能量維持重要器官的運行,植物方面則停止生長,切斷枝葉的蒸騰作用降低消耗等。

人類也有休眠模式

現代科學認為人類也有類似於野生動物的休眠模式,由於生產力的提高以及人類主動改造環境的能力,人類自身的生存條件要大大優於野生動物,在人類的繁衍過程中,這種休眠功能被逐漸弱化。科學研究表面人類也是具有“休眠基因”的,雖然沒有關於人類自然冬眠的報道,但是一些“類冬眠”現象卻是層出不窮,比如有些僧人可以長時間不吃不喝進行冥想,在一些寒帶的居民可以長時間睡眠,在挽救一些危重病人時會使用低溫療法,現代科學認為這都和人類的休眠基因有聯繫。

電影中的休眠技術仍然任重道遠

自然界中休眠時間最久的動物是睡鼠,時長可達九個月,但是其體重也會降低一半。但是九個月的時長對於星際航行來說實在是微不足道,對於沒有光速飛船的人類來說,連太陽系也出不去。科幻電影中的休眠技術,在本質上是停止生物體的新陳代謝活動,簡而言之要達到如此時長的休眠,生物體理論上是處於“死亡”狀態。現代冬眠技術是指在短時間內將人體降溫到-196攝氏度,使細胞停止活動,但是由於人體中百分之九十左右是水,在-5℃時細胞內的水會轉變為冰晶而破壞細胞結構,造成機體損失,同時對於解凍後的機體如何喚醒也是一個未知數,總體而言冰凍休眠技術依然任重道遠。

以下是網友關於電影中休眠技術的一些想法

1、鑑於目前休眠技術中的冰晶難題,或許我們可以找到一種特殊的溶液用來代替人類重要器官中的水分。

2、人類意識是存在於大腦之中,或許我們可以轉變研究方向,只冷凍大腦可能會比較簡單,解凍大腦之前我們重新利用克隆技術建造身體。(就像《三體》中的雲天明一樣)

3、適當對人體進行脫水處理然後再進行冰凍,是否可以降低冰晶影響?


綜合來說,科幻電影中人體長時間的冰凍冬眠還是很難實現的,在人類沒有對自身結構尤其是腦結構進行徹底的認識前,可能不會實現冰凍冬眠技術。


感謝瀏覽,我是漫步的小豆子。


漫步的小豆子


至少在現實中還沒有看到可能性,但科技發展總是無法預料且有時還是很跳躍的,所以很難保證幾十或幾百年後不會實現這樣的休眠技術。

在大自然界中有許多的動物可以表現出凍僵而不死的生命功能,這為我們的生命科學提供了例證,人類是否也可以像這些動物一樣,以冷凍來達到降低新陳代謝進入僵而不死的狀態呢?

現在來看是不能的,因為當人體被凍僵之後,細胞就漸漸的失去了活性,膨脹的體積以及凍僵之後產生的冰刺會破壞生理組織,這是不可逆的損傷,所以被凍死沒多久的人無法通過升溫的方式來複活他,因為他已經死了,而不是新陳代謝最低的狀態。

科幻電影中的休眠技術一般是將人體保存在營養液中,身上插滿了管子,然後密封置入休眠儀器之中,營養液提供休眠時期所需要的能量,那些管子監測著生命體徵,從鏡頭中看,這類休眠技術不像是在超低溫情況下進行的,如果可以研究出不在超低溫情況下進行休眠的技術,才有可能快速的應用到星際旅行中。

在現實中有這樣的一家公司,接收一些想要死後復活的顧客,在他們死後有限時間之內,抽乾血液,加入防凍劑,最終置入在-196℃的液氮中保存,液氮需要定期的更換以保證低溫效果。這些被低溫封存在罐子中的人類期盼著幾百年之後,科技進步得以使他們復活。

對此你有什麼看法呢?歡迎在下方留言探討。


科幻船塢


100年以後


bv天空之城


不妨抱著存在的態度看待,畢竟大千世界能人異士太多,我們又能瞭解多少呢?


上進的鄭先生


暫時沒有可能性。


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