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从生物学上来看,人类有哪些设定不适合永生?

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赵泠,遗迹是曾经讴歌繁荣的生命留下的缺页的梦。
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人类的生物学身体的所有“设定”都不能支持“解除自然寿命限制”的低级永生,距离无法死亡(既没有寿命限制也无法被杀死)太过遥远。

不止是题目谈到的牙齿,人体所有的器官都在随着时间走向衰亡。一般人类细胞在细胞培养的理想环境下于进入衰老期之前可以分裂 52 次。未分化的干细胞和癌细胞不受此次数限制,但是人的干细胞并不能有效替换大量凋亡的体细胞,使得人体的自我修复能力十分有限。活过 60 岁之后免疫力急剧下降、骨质流失、肌肉萎缩、器官功能衰退带来的各式各样的后效应会让你更加怀疑人生的。

至于“某个器官在生理上无法修复”,心脏和脑都是无法有效修复的,题目评论区提到的“休息和营养”对此并没有特别的意义。人的心肌细胞约能运转 120 年,脑神经细胞约能运转 150 年,并缺乏大量替换它们的机制。其它器官的情况就不必多谈了。

  • 人的心肌细胞约能在理想的培养环境里运转 120 年,那之后就会走向衰亡。
  • 心肌干细胞的科研成果已经被确认为造假,整个领域都被移除了。
  • 人体对人工心脏和心脏移植的接受能力相当有限,尤其是在老年期。这些医疗手段在目前的技术水平下只能期待延长一段时间的寿命。
  • 人的脑神经细胞约能在理想的培养环境里运转 150 年,那之后就会走向衰亡。
  • 神经干细胞对脑进行修复的效率非常低下、在人 30 岁以后修复工作就趋于停滞。
  • 人为注入的神经干细胞往往在制造并无修复作用的胶质细胞,而不是神经细胞。对此进行干预的研究目前还在进行。
  • 英国人做的一项研究显示,人出生时脑神经元总量约 1000 亿个,从 20 岁开始减少,到 40 岁时减少速度达到每天一万个。他们声称“这会对记忆力、协调性及大脑功能造成影响”。大概这就是他们脱欧脱了三年的原因。
  • 而且,人体细胞间的协调状态会随着时间流逝而减损。

2020 年,以色列巴伊兰大学一个科研团队完成的研究证实了 15 年前科学家提出的关于人体衰老的新理论。该理论认为,随着时间流逝,人体实际下降的是细胞协调能力,而非细胞功能。这一研究成果有望为医治衰老[1]提供新的思路。
最常见的关于衰老的理论认为,随着时间流逝,人体细胞会经历“磨损”过程。但目前的发现表明,细胞重大损害的发生并不具有全面一致性,而是随机发生在无功能的细胞组群中,其余细胞则未受到损害。
研究人员面对的问题是,如果不同类型和组群细胞在不同人体中随时间丧失其功能,那么为何所有人在变老过程中,都会出现相同的症状?如头发变白、皮肤起皱、整体功能降低等。
对此,阿尔伯特爱因斯坦医学院遗传学系主任让·维杰格教授在 15 年前提出了自己的解释。他认为,细胞功能会随着年龄的增长而下降,但这并非因为单一无功能的细胞出现重大崩溃,而是因为许多细胞失去了调节和协调基因的能力。
在 2020 年 11 月初的《自然·新陈代谢》上,巴伊兰大学物理系的阿米尔·巴山博士领导的研究小组发文称,他们通过研究证实了维杰格的理论。该成果不仅为人们就衰老进行深入研究铺平了道路,而且有助于修改治疗衰老疾病的方法。
研究小组分析了从 6 家不同的全球实验室收集的数据,这些实验室检测了人类、小鼠和果蝇多种生物体在衰老过程中其细胞之间的协调水平。同时他们还侧重分析了不同的大脑细胞和胰腺细胞。结果证实,在衰老时,细胞始终全面地丧失了协调性。研究人员还指出,随着细胞和其基因的协调破坏,他们观察到细胞受损伤水平增加的现象。因此,关于潜在治疗方法的研究重点应放在去除那些高度受损的细胞上。
研究小组成员盖伊·阿米特表示,发现细胞和其基因协调的证据令人惊讶,但更重要的发现是,这种协调性随着年龄的增长而急剧下降。

以上关于衰老的研究进展的引用来源为《科技日报》毛黎。

如果用现代技术处理,从人体内取出的癌细胞可以一直培养下去,并无寿命限制,例如海拉细胞系[2]、Jurkat 细胞系、A549 细胞系、BT-20 细胞系。从人体内取出的干细胞也可以培养并分化成新的组织。人也可以用药物与病毒将一般细胞转化成不死化细胞系。地球上存在用明显不正常的细胞组成整个身体的物种(后详),但目前的技术不支持用这些来替换人体内衰老的细胞和组织——你只要看看“用于治疗的胚胎干细胞在人体内可能癌变”,就知道人类的细胞是多不适合这项任务了。

相比这些,牙齿这样用现代技术下的假牙就能很大程度上弥补的问题实在比较次要。自然界里能一生换牙的物种也大有鱼在,要用生物技术解决不会太困难。人类对 CTIP2 基因之类已经有一些了解。

一些科学家希望通过恢复端粒长度来延长体细胞的寿命,从而对抗衰老,进而延长生物体的自然寿命和改善生活质量。2020 年 4 月 27 日,美国的一个研究团队宣称在抗衰老研究上取得了突破性进展:他们筛选了超过 10 万种已知的化学物质,成功发现了能够恢复小鼠体内端粒长度的小分子。相关研究发表在《细胞·干细胞》杂志上。以下引用来自:

逆转衰老 可恢复端粒长度方法找到

现阶段,人类抗衰老研究大多数集中在染色体末端的“小帽子”——端粒上,端粒能够防止基因 DNA 密码的“磨损”,在生物健康和衰老进程中至关重要。但在细胞每次分裂时,它们都会变短一些,直到细胞不再分裂而死亡。如果能干预这一过程,则将实现对衰老以及衰老带来的不良影响的调节。
2015 年,科学家发现了一种名为 PARN 的基因,其在端粒酶的作用中地位突出,因为这个基因在正常时会稳定端粒酶的一个重要成分 TERC;当其变异时会导致端粒酶的产生量变少,从而导致端粒过早地变短。
此次,哈佛大学及波士顿儿童医院的研究团队筛选了超过 10 万种已知的化学物质,以期寻找能够保护 PARN 健康功能的化合物,最终发现通过抑制一种名为 PAPD5 的酶可以实现,该酶能有效影响 TERC,恢复端粒酶的正常平衡。
实验室中,团队首先使用先天性角化障碍患者的细胞制成的干细胞对化合物进行了测试,发现化合物可提高干细胞中的 TERC 水平;接着他们又利用人类血液干细胞并引发 PARN 基因的突变,然后将这些细胞植入到接受过化合物治疗的小鼠体内。他们发现,这种治疗方法可以恢复干细胞的端粒长度,并且对动物没有任何不良影响。
研究人员期望利用这种化合物开发出一类针对全身干细胞的新口服药物,从而在治疗衰老引起的疾病,甚至在解决更广泛的人类抗衰老问题中起到作用。

这距离实用还很遥远,而且效果非常有限。

利用已知的生物学方法,能期待的极限可以参照地球上已经存在的物种:

现实中水螅纲多个物种没有自然寿命限制[3],包括常见的绿水螅。实验证明它们个体的死亡率和繁殖能力与时间没有关联,不会衰老,体内含有大量干细胞,受到不致命的伤害后可以再生。刺胞动物里还有能在身体严重受损(看起来死亡)时用少量的干细胞再生出整个身体(甚至数量还能增加)的海月水母之流,根本不需要谈未必能“从成年逆转到幼体”地循环多少次的灯塔水母。不过,一些人在错误地传播“灯塔水母只能循环一次”的模因——在日本的实验室里灯塔水母已经循环过 9~10 次。

粘孢子虫是满足一些人幻想的“全身都是癌细胞的生物会长生不老”之朴素理念的多细胞寄生生物。它们的细胞大抵严重缺失抑癌基因,但是可以分化和配合而不是胡乱增殖搞死自己。有些学者怀疑它们压根就是古代刺胞动物身上的癌细胞独立出来形成的物种[4](多倍体西瓜激怒,海拉细胞欢喜),但这在演化上非常困难,这种东西本身也难以找到化石证据,目前没说服力。

上述地球生物总归会在承受一定限度的物理伤害后死亡,可以被其他生物捕食、患病而死、接触有害物质后中毒死亡等,个体数并不会撑爆环境承载力,没有自然寿命也并未影响它们进行出芽繁殖、有性生殖等去随机突变,对演化没有特别的不利影响。

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如果题目想要的就是绿水螅这种程度的解除寿命限制的话,人类在几十年内就可能有足够的技术模仿它们。

另一些科学家认为,既然血肉如此苦弱,那人类变成机械不就好了?在近未来,人们可能获得简单地注入人体后自动增殖、拆除病原体、修复细胞与基因组的纳米机器,还有执行各种器官功能或扩展新功能的人工器官——现在的智能手机就是一个松散地连接在人身上、扩展长距离通讯与信息取得·搜索能力的人工器官。

机械在对抗时间的时候并不比生物更有优势[5],但是机械损坏之后很容易修理。上述机器应当可以无次数限制地升级换代,可以不断地应用新的部件,各种涉及身体改造的接头和端口都应当可以适应技术的变革、长久地使用下去。

在适当时机,应当让人的生物学部件与机械的界限模糊,令人可以操作自己的变异、执行进化。

各种事故和凶杀案等非衰老·非疾病造成的死亡的比例不会只因为没有自然寿命限制而减少,因为许多工具、产业机器和武器会随着人类的技术进步而变得更加危险、更加致命。因而有了这种技术也不需要用政策限制生育。

1973 年美国每 1 万人中 94.2 人死亡,其中自杀、杀人案和意外(例如火灾、雷击、车祸、空难)造成每 1 万人中 7.8 人死亡。当年美国有人发表论文称,如果包括衰老在内所有生理问题和疾病被医疗技术解决,按这些数据计算的人均预期寿命可达1300 年

这意味着如果你想要超过 1300 年的预期寿命,需要改善社会的结构,进一步缓和人之间和人们自身的冲突,比产业机器·交通工具和武器的性能发展速度更快地发展安全防护和加强人体的技术,让人更加不易自杀、杀人和出意外。

基于不把鸡蛋放在一个篮子里的保险需求,人类不会一口气改造所有人,会有一部分自愿或非自愿的不接受改造的人,以备此技术有未知的严重缺陷或受到恶意的纳米机械针对时挽救。

和地球上已经存在的没有自然寿命限制的非技术物种相比,人类的优势是可以将生存空间扩展到地下建筑、海上建筑、其他天体和太空建筑物上,对环境承载力的忧虑更多地建立在能源危机上。近期的能源问题是可以被现在能够想象的技术(轨道太阳电站、反射镜戴森云)解决的,但也需要人类的持续进步

当你志在永远的时候,你要考虑到一切小概率事件都会在漫长的时间里发生,例如:

  • 无论人居住在什么天体上或是太空建筑上,都可能被突然发生的伽马射线暴直击,
  • 可能有个黑洞甚至 Q 球冲过来,
  • 可能有狂暴的犯罪分子无差别攻击其他人,
  • 可能有其它技术文明打过来,
  • 可能有量子隧穿与涨落带来的随机危险,
  • 人类文明可能陷入内战并崩坏,
  • 暗能量可能开始瓦解宇宙,
  • 其他宇宙可能和这个宇宙发生灾难性的互动。

如果你希望永生技术能在一切状况下继续使用,那意味着它是无法死亡(既没有寿命限制也无法被杀死)的永生,这比上面所述的低级永生要难得多。基于脑机接口或注入纳米机器的生物机械化可以使人体变得难以破坏,但这类技术无法抵抗同水准的科学技术造出的武器和暴烈的天体活动。

在现代物理学所知道的范围内,无法死亡的生物具有至少像黑洞一样坚强的身体(且没有霍金辐射),可以自己永远存在下去。

目前看来,人类并不特别执着于肉体,可能的话转换成能量或时空构造也是可以的。

即使 1E100 年后所有黑洞都蒸发了,人类仍然可能悬浮在寒冷、空洞、只有逐渐减弱的辐射的广大时空之中,并自己创生物质和能量——就像宇宙暴涨时发生的那样,使用的方法可以是第一类永动机也可以是将时空变为永恒暴涨态的任何技术。当然,人类能发展到这一阶段的可能性微乎其微。

如果有了这个等级的技术,坐等宇宙在 1E100 年后进入辐射时代再慢慢发展到新的宇宙涌现或庞加莱回归是过于低调了,人类将对宇宙的前途命运或多重宇宙中任意多个宇宙负有干预的责任。各种物理定律将成为需要克服的障碍——这些不是人类身上的设定,而是承载人类的自然界的设定

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