利維坦按:無論是通過哪種方式,我們都在進行著不同意義上的自我改造嘗試。從維多利亞時期充滿邪惡氣息的的金屬義肢,到一端連著機械臂,一端插入大腦皮層的 BCI 電極;從數千年前柏拉圖將人分三等的優生學說,到利用基因技術修改胚胎細胞,人類開始上演造物主的戲碼。這正如耶路撒冷希伯來大學的教授 Yuval Noah Harari 所說:
維多利亞時期的金屬義肢,肘部、腕部、指關節均可活動,19 世紀晚期。
圖源:gizmodo
到目前為止,社會被創造出來的“虛幻”所聚攏在一起,如宗教,金錢,人權思想等等。 隻要人類依然相信上帝,那麼他們就是可控的。但是在過去的幾個世紀裡我們看到的是,人類變得越來越強大,並且已經不再需要上帝的拐杖。從宗教的角度來看,世界上最有趣的地方不是中東而是矽谷。 現在我們已經不需要上帝瞭,需要的隻是技術。
《攻殼機動隊》中的 Cyberbrains,圖源:omicrono
在《攻殼機動隊》的世界觀裡,人類可以通過名為 Cyberbrains 的腦機連接設備實現人腦與機器的信息聯通。雖然是經典的賽伯朋克設定,但實際上,腦機連接技術並非電影發佈當時(1995 年)的新興概念。往前回溯至 1964 年,世界上第一個自主機器人的發明者 William Grey Walter 便實現瞭人類歷史上第一次完整的腦機接口技術實驗。
當時的 Walter 正在研究癲癇,為瞭確定病人腦內病灶的精確位置,他在病人貼近大腦皮層的地方放置瞭可以用來監測細微神經活動的電極。有一天,Walter 醫生突發奇想,將病人在欣賞風景幻燈片時大腦皮層所產生的神經活動信號,轉換成瞭控制幻燈片播放的控制信號 ——每當病人想切換幻燈片的時候,幻燈片已經先於行為操作,自行切換瞭。從意念的產生、傳遞,一直到通過外部設備準確表達,閉環完整,這是人類第一次在實驗室中完全靠“意念”控制設備。
英國科學傢 William Grey Walter,相較之下他更為著名的發明是機器人 CORA—— 一個具備學習能力的自主機器人,圖源:alchetron
剛剛過去的 2016 年是腦機接口技術的研究成果井噴年:9 月份,斯坦福大學實驗室裡的一隻猴子利用腦機接口技術,在一分鐘內在虛擬鍵盤上敲出莎士比亞的經典臺詞“To be or not to be. That is the question”;10 月份,美國的癱瘓男子 Nathan Copeland 利用意念控制下的機械手臂,與當時還沒搬傢的美國總統奧巴馬“握手”,機械手臂感知奧巴馬的手掌並將感覺傳回男子腦中,癱瘓病人首次恢復瞭知覺;11 月份,荷蘭一名身患肌萎縮側索硬化(ALS),沒有設備輔助甚至無法呼吸的患者 Hanneke de Bruijne 第一次將腦機接口技術從實驗室帶入瞭傢庭環境中,能夠隨時隨地、準確且獨立地控制打字程序與他人進行思想交流 ……
Hanneke de Bruijne 在自己傢中使用基於腦機接口技術搭建的輸入系統,圖源:omicrono
Walter 在 1964 年所使用的腦機接口技術是將電極貼近大腦皮層,來獲取某一塊大腦皮層區域的整體神經活動信號,雖然可以用來控制幻燈片播放,但是這種無創的神經傳感技術存在明顯弊端 —— 低分辨率。
舉個例子,我們如果在一個正在播放驚悚片的放映廳裡放置一個話筒,就可以知道電影的哪些鏡頭容易引起大多數人的尖叫 ——但是如果想知道每個人會被怎樣的鏡頭嚇到尖叫,則需要在每個人身邊放置一個話筒。同理,如果想要實現更為精確和復雜的操作,比如說控制機械臂端起一個咖啡,則需要更高分辨率的神經傳感技術 —— 將微型探針嵌入大腦皮層。但相伴而來的便有人體排異反應、導電膠失效等諸多問題,且危險性很高,畢竟除瞭棉簽和筷子,誰都不敢隨便插根東西進自己的腦子。
腦機接口是一門多學科交叉的領域,涉及認知科學、神經工程、神經科學等多門學科。但是腦機接口技術的真正難點並不僅僅是分辨率 —— 去年 12 月,明尼蘇達大學的科研團隊已經實現瞭無創腦機接口技術下對飛行器的三維空間飛行控制,相比於控制幻燈片播放,無創腦機接口技術的精度已經有瞭量級的進展。
明尼蘇達大學用腦電信號控制飛行器運動(建議 wifi 環境下瀏覽)
然而這一領域真正的難點不是運動控制,而是對抽象概念的翻譯 ——你心裡想的數字、腦海中的畫面,仍然需要通過緩慢的打字來間接實現。
但這看並非完全不可能。2015 年,在美國麻省理工學院利根川進(Susumu Tonegawa)教授的指導下,研究團隊利用近幾年新興的光遺傳學(Optogenetics)技術對老鼠海馬體中控制記憶生成的神經元進行“改造”,在老鼠腦中成功植入瞭一段假記憶—— 打在神經細胞上的離子束可以控制記憶,這一實驗結論無疑在科學傢引起瞭軒然大波。
通過向實驗小鼠的大腦中植入光纖,研究團隊利用光遺傳學方法改變小鼠記憶。圖源:sciencemag
不妨設想一下,假若抽象概念(思維、記憶、情感、感覺)可以直接上傳到設備端,腦機接口技術無疑將會把人的生命帶向人類誕生以來最為翻天覆地的新紀元,屆時軀體不再是生命的唯一載體,每個人都將以數據線中電子流動的形式存活,從某種意義上來說,人類確實可以因此而實現永生。
迷人而可怕的未來。
過去看上去也不太安全。即便是在用火光照明的古代,人類就已經開始利用社會學進行自我改造的嘗試瞭。在柏拉圖的《理想國》中,蘇格拉底曾有過關於“優生學”的早期言論:
隻有當最好的公民才會被賦予交配的權利時,人民才會得到提高,就像雞和狗一樣。
自優生學這一理念被提出,就自然而然地被分成瞭兩大類:消極優生學和積極優生學 —— 前者是為瞭減少有先天性疾病患兒的出生,婚前檢查、適齡生育、孕期保健均可歸為此類;後者提倡優質個體的出生,比如試管嬰兒技術,也是最容易出問題的一種。
必須承認,歷史上人類曾多次在優生學上犯瞭用力過度的毛病。納粹將“不適於生存的劣等種族“關進毒氣室,40 年代的美國對酒鬼、罪犯、乞丐等“遺傳退化人群”進行強制節育 …… 令人瞠目的社會災難使得群眾輿論對優生學談虎色變,作為人的生育權利與社會群體利益從未停止抗衡。
由當年美國優生協會舉辦的“最健康傢庭”大賽的參賽者合影留念(看得出大傢都很不高興),圖源:公共領域
現代科學解釋瞭優生學背後的原理便是對遺傳基因的定向篩選,但人類自身的繁衍周期較為長遠(效率較低)——直到 1953 年 J.D.Watson 和 F.H.C.Crick 提出瞭 DNA 雙螺旋結構模型,坐實豌豆猜想的同時帶領遺傳學進入現代分子時代,人類的自我改造願景似乎走上瞭快車道。
然而前路依舊迷霧重重。從小學課本上的克隆羊多莉,到幾年前長在老鼠背上的人耳朵,一團關於有關社會倫理的陰雲就一直飄蕩在現代分子遺傳學上方 ——比如說“當我回傢發現我的克隆人在和我老婆交換體液,我應該抄起菜刀沖過去,還是掏出手機定個合傢歡三人分享套餐?”
電影《逃出克隆島》中的克隆人
雖然對於大部分人而言,現在思考這個問題未免有點太過未雨綢繆 —— 但畢竟連用基因修改技術生產出來的轉基因作物都會讓一大部分人聞風喪膽,更何況是大變活人的基因魔法?
2015 年 4 月 18 日,我國中山大學生命科學院的黃軍就團隊在《Protein & Cell》科學雜志上發表瞭一篇科研論文。但在此之前,這篇論文曾被投稿到《Nature》和《Sience》期刊,卻因為他們對實驗中所征用的無活性人類胚胎進行瞭基因改造,涉及倫理問題,遭到兩大主要科學期刊拒絕。
實驗的目的是為瞭實現對於地中海貧血病的治療。這是一種多見於我國南方地區的傢族遺傳性貧血疾病,可導致嚴重貧血、發育不良、骨骼疾病,甚至引起新生兒死亡,是南方兒童中最常見的致命性血液疾病。黃軍就團隊所做的事情,便是用 2013 年面世的最新基因編輯技術 ——CRISPR-Cas9 對人類三原核受精卵(3PN)中編碼紅細胞珠蛋白的 HBB 基因進行瞭改造。
三原核受精卵是指內含一個卵細胞核、兩個精細胞核的受精卵,發育最多止步於囊胚階段,是個理想的實驗對象,圖源:dexeus
雖然實驗一共對 86 個源自生殖診所的廢棄胚胎進行瞭 DNA 編輯,但隻有 28 個胚胎成功,成功率大約為 30%—— 這給未來人類胚胎基因修改實驗的成功率提供瞭寶貴的經驗。但是值得警惕的是,由於 CRISPR 技術出錯率較高,經常找錯目標基因,因此部分胚胎在實驗的後階段還出現瞭變異。因此,論文作者也在文中表明,他們明白圍繞有關研究的道德爭議:
實驗結果說明,從基因編輯到基因療法技術,中間有明顯的障礙,在達成任何臨床應用之前,仍有許多問題要研究清楚。
但不管怎樣,這一試驗的成功將黃軍就團隊頂上瞭風口浪尖,英國生物學傢 Edward Lanphier 認為應該暫停這類研究,需要進行廣泛討論後才能進一步研究;而清華大學的生物學教授陳國強卻認為有關批評所提出的要求過於武斷。如果完全滿足批評者的所有要求,有關人類胚胎的研究就完全不能做瞭。
很顯然,社會的“管理者們”並沒來得及對人類基因修改領域進行討論和引導,正如該技術的發明人 Jennifer Doudna 所困惑的:“除瞭使用基因編輯技術的科學傢們,還有誰能夠來引導對該技術後果的公開討論嗎 ?”
而就在本文發佈的六天前(2017 年 9 月 20 日),一篇來自 Francis Crick 研究所發育生物學傢 Kathy Niakan 團隊的研究論文發表在瞭 Nature 網站上。該研究在去年二月獲得英國人類生育與胚胎學管理局(Human Fertilisation and Embryology Authority)批準進行,時隔一年半,我們來看看這個研究又是關於什麼的。
Kathy Niakan,圖源:charleswright
為瞭瞭解人類胚胎發育和流產的原因,Niakan 在實驗中利用 CRISPR 技術來破壞控制 Oct4 蛋白產生的基因。這是一種對胚胎發育非常重要的蛋白,往常類似的實驗一般在小鼠身上進行,但對於 Oct4 而言,人類胚胎與小鼠胚胎雖都有表達,但有著關鍵性的差異。
因此,這一研究所用的胚胎,便是通過體外受精形成的健康人類胚胎,通過捐贈獲得。也就是說,如果不是研究人員在 7 天的實驗結束後對這些健康胚胎進行銷毀,它們是有可能發育成健全人類的。
盡管我們對於自身的基因質量一直處於“欲求不滿”的狀態,但介於基因修改技術對整個世界都有著難以估量的威脅性,有一點必須明確的是 ——隻有對自身基因充分的瞭解,才能保證這一技術在穩定、可控的閾值內。
所以問題來瞭 —— 作為朝九晚五且遠離實驗室的諸位,怎樣才能瞭解存在於自己身上每一個細胞中的基因?
隻需要你的 2ml 唾液,就夠瞭
