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挑战：为哺乳动物（或同等大小的哺乳动物）大脑实现极长期的保存。大脑中的所有神经元和突触在特殊的电子显微镜下必须保持完整和可见。如果实现，这一成就不仅能让科学家们研究和治疗脑部疾病的方法得到改进，还能为有朝一日保存大脑数万亿微观连接中存储的记忆这一理念铺平道路。
今天，BPF宣布，由21世纪医药公司（21st Century Medicine）完成并由麻省理工学院（MIT）应届毕业生罗伯特·麦金太尔（Robert McIntyre）领导的项目赢得了奖项，为这场为期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。
麦金太尔和他的团队通过使用强效化学物质首先固定或悬浮神经元和突触，然后将其冷冻至极低的温度，从而弄清了保存大脑神经回路的方法。他的这项名为“醛类稳定低温保存”（Aldehyde-Stabilized Cryopreservation）的技术，已于去年12月在《低温生物学》（Cryobiology）杂志上发表。随后，由包括基金会主席、霍华德·休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute）神经科学家肯尼斯·海沃斯（Kenneth Hayworth）在内的一组评委进行了评审。“整个大脑中的每一个神经元和突触看起来都保存得非常完好，”海沃斯在新闻稿中说。
麦金太尔的技术的关键步骤，使其区别于其他提议的技术，是使用了被称为戊二醛（glutaraldehyde）的有毒化学物质（目前用作一种极强的消毒剂）。当戊二醛迅速扩散到兔脑中时，它会阻止腐烂，并将大脑血管系统中的蛋白质固定在原位。这稳定了组织，并创造了一个完整的大脑，在-135摄氏度的温度下储存，可以成功保存数百年。
麦金太尔说，这项技术最初是由工程师埃里克·德雷克斯勒（Eric Drexler）于1986年在其著作《创造的引擎》（Engines of Creation）中提出的，但德雷克斯勒并未进一步推进。2010年，21世纪医药公司的首席科学官格雷格·法希（Greg Fahy）在实验中使用了该技术来保存肾脏。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。
冷冻遗体复苏（cryonics）的传统观念——将绝症患者置于长期休眠状态，以便有一天，当有更好的技术时，他或她可以被复苏并可能被治愈——仍然在很大程度上难以实现。因此，神经科学家们将资源投入到一个更实际的目标：只保存大脑的“连接组”（connectome），即所有神经元及其突触连接。
麦金太尔说，当我们的m.🧠形成新记忆时，记忆的形成等于突触大小的增加。因此，理论上保存大脑的连接组也等于保存了记忆。希望是我们有一天能找到一种方法来上传存储在完整大脑中的信息和记忆。“我们知道它可以储存数百年而不会腐烂，”麦金太尔说。“如果我们能以现在技术的百万倍速度进行成像呢？这并非荒谬。”
与此同时，科学家们可以使用这项技术来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，它可以揭示难以在阿尔茨海默病中观察到的细节，如神经斑块的形成。这项技术还可以使研究人员开发出更好的人工智能：大脑回路的完整图像可以作为未来人工智能工作方式的模型。
目前，下一步是完善这项技术在大型哺乳动物上的应用，这是BPF挑战的另一半。这可以为该技术如何应用于人类提供模型。麦金太尔的团队已经保存了一头猪的大脑，但奖项评委们尚未对其进行审查。今年1月，麦金太尔成立了公司Nectome，以继续这项研究。
这项研究需要多长时间，以及人脑——以及它所包含的所有记忆和信息——是否能成功保存，仍有待观察。但麦金太尔对他的技术和冷冻遗体复苏领域总体上持乐观态度。“这个时间表不是一成不变的，”他说。但“在一个理想的世界里，我们设想一个未来，如果你正面临生命终点，你可以以如此详细的程度保存你的大脑。”
