关于人类从冷冻睡眠中醒来的故事在《异形》系列电影、卡梅隆的《阿凡达》和诺兰的《星际穿越》等影片中已经流行了几十年。虽然这些电影设定在未来，但现实中的科学也正在取得进展。
目前，全球约有500人处于低温保存状态，其中300人在美国。此外，还有超过5000人在等待未来的低温保存安排。尽管人类复活的技术尚不存在，但低温保存作为一门学科已经在生育和医学研究中得到了广泛应用，特别是在再生医学、器官移植和神经科学领域。
最近，德国埃尔朗根-纽伦堡大学的研究人员首次成功地复苏了经过冷冻保存的成年小鼠脑组织。这项研究的主要研究人员亚历山大·格曼和他的团队知道，他们必须避免冰晶形成和结晶造成的损伤。传统的缓慢冷却方法会导致神经组织中的突触连接大量丢失。
因此，他们选择了玻璃化技术，将生物组织转化为非晶体、类似玻璃的状态，通过高冷却速率和高浓度的低温保护剂（CPA）来实现这一点。低温保护剂，或称为“医学级防冻剂”，可以降低冰点，增加溶液粘度和玻璃转变温度，从而减少冰晶形成和不可逆损伤的风险。冬眠动物在冬季会产生自己的低温保护剂，如甘油、葡萄糖、山梨醇和海藻糖，以保护组织免受长时间低温下的冰冻损伤。
对于这项研究，团队使用了常用的合成低温保护剂，如二甲基亚砜（DMSO）、乙二醇、甲酰胺和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。这些化学物质被选择用于它们可管理的毒性和防止快速冷却和玻璃化过程中冰晶形成的特性。与自然产生的低温保护剂相比，合成低温保护剂通常在生物学活性浓度下毒性更大。
格曼和他的团队开发了一种优化的玻璃化程序，考虑了六个可能造成损伤的因素：低温保护剂的毒性、渗透收缩、渗透膨胀、结晶、物理裂纹和冷害。为了中和低温保护剂的毒性，他们测试了不同组合的低温保护剂。结合不同的低温保护剂可以防止任何单一低温保护剂在高浓度下的特定毒性。
他们使用了一种基于DMSO、乙二醇和甲酰胺混合物的V3低温保护剂。应用V3低温保护剂后，研究人员将小鼠海马切片冷却至-196°C（或-320.8°F），然后转移到-150°C（或-238°F）的冷冻箱中储存一周。当切片取出时，在-10°C（或14°F）下用52% V3进行复温。研究人员观察到，在冷却和复温过程中没有发生结晶损伤。
由于低温保护剂的作用，切片保持光泽透明，并且经过一系列测试，团队确认其接近生理恢复。基础呼吸略有减少，线粒体轻微肿胀，但突触连接完好且活跃，甚至表现出有希望的长时程增强（LTP），这是持久可塑性的最重要指标，广泛与学习和记忆形成相关。
尽管如此，证明记忆保留需要对整个大脑或有机体进行分析，这超出了急性切片实验所能展示的范围。然而，成功诱导LTP强烈表明至少记忆编码的结构前提在玻璃化后仍然可以恢复。
牛津低温技术公司的创始人之一若昂·佩德罗·德·马加良斯教授对此表示印象深刻并持乐观态度。他认为，利用大数据和数据驱动的方法，可以识别可以药物靶向的基因和通路，以改进低温保存协议。他们正在尝试重新利用和开发药物，以最大限度地减少低温保护剂的毒性，并开发更安全的低温保护剂。
虽然我们离像科幻电影中那样从低温保存中醒来还有很长的路要走，但现有的直接应用已经非常令人印象深刻，对社会有益。低温保存方法的完善将对医学产生深远影响，例如低成本、长期器官银行的建立，可以通过安全的低温保存整个器官并在需要时解冻用于移植，每年可以挽救无数生命。
(全文结束)
