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第1章 引言

我又一次回到了檢查站,交通狀況與往常無異。看上去百無聊賴的士兵揮手示意步行的平民、滿是塵土的汽車,以及因裝滿了牲畜和農(nóng)產(chǎn)品而開得有些顫顫巍巍的卡車一一通過檢查站。一切如常。

然后,大門前的悍馬車突然爆炸了。

從灼眼的爆炸火球之中,我看到一個男人全速向我跑來的身影。他還穿著一件自爆背心。我一槍放倒了他。

隨后,我飛快地向左邊瞥了一眼,發(fā)現(xiàn)一個剛剛舉起槍的狙擊手。不過他的槍沒我的快。

這時有一大群人蜂擁而至,也許是7個人?他們突破了檢查站,所有人都端著機槍。我掃了這群人一眼,以確定誰離我最近,我需要先干掉誰。這只是個順序問題。

又有3個人從可以俯瞰檢查站的一座低矮建筑的屋頂上飛奔而過。反正我也看到他們了。于是我又“砰砰砰”3槍搞定了他們。

之后,便沒有更多來犯之?dāng)沉耍挥猩衬L(fēng)在輕吟。我仍然嚴陣以待,冷靜而警覺地掃視著地平線。

燈亮了,技術(shù)人員走了進來。

“這是怎么了?”我問。

“沒什么,”技術(shù)人員有點驚訝,“你完成了。”

“你什么意思,完成了?”我很失望。我在模擬環(huán)境里待的時間應(yīng)該還沒超過3分鐘。“我能繼續(xù)嗎?”

“不,都結(jié)束了。”

“我干掉了幾個人?”我問道,邊說邊交出了我的步槍和頭盔,切斷了那股流經(jīng)我大腦的電流。

她聳了聳肩:“所有人。”

當(dāng)然,我身處之地是南加州一個單調(diào)乏味的辦公園區(qū),遠離任何沖突中的檢查站。我手中的是一把改版的M4突擊步槍,可發(fā)射二氧化碳彈,不過那些彈藥只能給出一點后坐力,而沒有任何殺傷性。我所射擊的對象也不是真人,它們只是由程序員們設(shè)計出來的墻壁大小的軍隊訓(xùn)練模擬器所生成的圖像。

但我頭上戴著的電刺激裝置是真家伙。我已經(jīng)簽署了相關(guān)同意書:讓1節(jié)9伏電池產(chǎn)生的數(shù)毫安電流穿過我的頭骨,以測試它能否提升我的射擊能力。科學(xué)家們的假設(shè)是,這種電流會重新校準(zhǔn)我大腦中另一種不同的電流——我們的神經(jīng)系統(tǒng)自然產(chǎn)生的賴以交流的生物電信號。他們希望通過對我大腦的執(zhí)行部分進行人為的電擊來壓制這些微妙的自然電流,從而使我的大腦進入一種全神貫注的狀態(tài)——這刺激足以將我這個習(xí)慣于慵懶癱坐在桌前的記者,變成一個隨時投入戰(zhàn)斗的刺客。

這一幕發(fā)生的時間要回溯到2011年,當(dāng)時我還是《科技新聞》雜志的撰稿人兼編輯。這是我夢寐以求的工作,為此我不惜漂洋過海前往英國。在此之前,我曾為美國的《IEEE頻譜》工程雜志報道微芯片和神經(jīng)技術(shù),這份工作和我的童年經(jīng)歷倒也相稱。我父親曾是一名無線電工程師,他在我們家的地下室里堆滿了各種有趣的玩意兒:電路板、糖果色外皮包裹的電線、電烙鐵,以及一本相當(dāng)齊全的20世紀中期科幻雜志《類似體》的舊作品目錄。我日后成為一名科普作家,部分原因便是想要目睹那些舊的科幻故事中的想法如何蛻變成真正的科學(xué)。

這也解釋了為什么我第一次聽到這個令人難以置信的軍方大腦刺激實驗就著迷不已。這種被稱為經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)的技術(shù)已在科學(xué)媒體上火了好幾年,我一直保持關(guān)注。這一技術(shù)展示了一些引人入勝的結(jié)果,讓人感覺它似乎無所不能,從改善難治性抑郁癥到提升數(shù)學(xué)技能均不在話下。根據(jù)給我進行接線的科學(xué)家的說法,這種電流可能會改變我大腦中神經(jīng)元之間的連接強度,使它們更有可能協(xié)同工作。神經(jīng)元間的自然同步是所有學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),而用電場加速這種同步,理論上會加快我學(xué)習(xí)一項新技能的速度(在這個例子中,它把我變成了詹姆斯·邦德這樣的超級特工)。

2009年,當(dāng)我初次窺見這種不同尋常的全新“用電”方式時,它還只涉及一些鮮為人知的醫(yī)學(xué)試驗和秘密軍事項目。而今天,在頭上戴一個電刺激器的想法已不像當(dāng)時那么怪異;要是硅谷的某些怪才為了獲得一點額外的智力優(yōu)勢,除了間歇性斷食或服用微劑量的裸蓋菇素[1],還會給自己做個與此類似的“電療”——這幅情景也并非完全不可想象。

但這種方法不僅僅是用1伏的電壓來提高你的智力(電還有許多其他的應(yīng)用方法),也可以用來治療身體和精神上的疾病。以治療帕金森病的最后手段,腦深部電刺激為例,在這種治療中,兩個大小和形狀都接近生意面的電極被植入患者大腦的最深處,以緩解疾病的破壞性癥狀。在取得巨大成功之后,科學(xué)家們正在測試其他疾病的電刺激治療方法,包括癲癇、焦慮癥、強迫癥和肥胖癥。另一個例子是“電子藥物”的興起:這些米粒大小的電子植入物被固定在身體的神經(jīng)周圍,據(jù)說可以中斷神經(jīng)信號。在以老鼠和豬為對象的試驗中,這種藥物似乎可以治療糖尿病、高血壓和哮喘。2016年,它在人體試驗中取得了出色的早期結(jié)果(似乎可以治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎),促使谷歌的母公司Alphabet與一家跨國制藥公司合作,投資5.4億英鎊,嘗試利用人體電信號治療克羅恩病[2]和糖尿病等。[3]

因此,當(dāng)我發(fā)現(xiàn)有機會親自做一次美國國防部項目的小白鼠時,我欣然從命,而且我并沒有乘興而往、失望而歸:我自己的tDCS經(jīng)歷堪稱一次顛覆。通過讓我的神經(jīng)細胞經(jīng)受電場的洗禮,我的專注力立刻得到了提升,這帶來了射擊技巧的相應(yīng)提升。這給人的感覺頗為不可思議,就像有人終于關(guān)掉了我腦海中所有讓我分心的自言自語一樣,而在那一刻以前,這些消極的自我對話一直就像商場播放的背景音樂一樣讓我不堪其擾。這段經(jīng)歷讓我就此轉(zhuǎn)變,我愿向任何愿意聽我說話的人宣揚電的積極力量。

當(dāng)我將詳細描述這段經(jīng)歷的故事發(fā)表在《新科學(xué)家》雜志上時,它像病毒一樣傳播開來。時機非常完美:21世紀第二個十年初,硅谷的神奇思維正在興起,每個人都渴望成為一個僅靠Soylent流食代餐維生的高產(chǎn)超人。這些超人類主義者迫切需要新方法來升級他們孱弱的肉身。現(xiàn)在,“電”也已準(zhǔn)備好加入這一全套提升工具之中,來幫助人們超越人類的根本局限性。這篇文章成了“DIY tDCS”論壇上的置頂內(nèi)容,業(yè)余神經(jīng)工程師在這里交換電路設(shè)計和設(shè)備規(guī)格,讓他們在地下室里對自己的大腦進行超頻。媒體看到了由此而來的希望,當(dāng)然也有與之相隨的巨大危險:科學(xué)播客“Radiolab”的制作人對tDCS設(shè)計人工禪宗的能力很感興趣。作家兼人類學(xué)家尤瓦爾·赫拉利將我的故事寫進了他的書《未來簡史——從智人到智神》中,作為一個警世寓言,一個對人類試圖將自己改造成神的可怕警告。韓國紀錄片制片人想讓我推測神經(jīng)刺激是否會改變?nèi)祟惖臓顩r。一位采訪記者還稱我為“tDCS的雅芳女士[4]”。

對于這種操縱人體自然電的方式,我并不是首個對其前景加以探尋的記者。自21世紀初以來,成千上萬的研究(其中許多是在牛津大學(xué)、哈佛大學(xué)和柏林夏里特醫(yī)學(xué)院等著名大學(xué)進行的)均指出tDCS是一種改善思維的方法。給自己的腦子加上一點兒電,可以增強我們的記憶力、數(shù)學(xué)技能、注意力、專注力和創(chuàng)造力——它甚至有望治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)和抑郁癥。相關(guān)數(shù)據(jù)和頭條新聞已經(jīng)為此做了多年鋪墊,但我的這段奇異經(jīng)歷讓它從枯燥的臨床材料變成了一種“身臨其境”般的體驗。值得期待的實驗結(jié)果,加上日益增長的公眾興趣,讓富有創(chuàng)業(yè)精神的初創(chuàng)企業(yè)從這兩者的結(jié)合中嗅到了商機,開始迅速兜售起自己商業(yè)版本的大腦增強頭戴設(shè)備——我已經(jīng)對此進行了實際測試。這些造型小巧可愛的可穿戴設(shè)備要花上你幾百美元,它們與國防部手提箱里那些價值1萬英鎊的裝備幾乎風(fēng)馬牛不相及。盡管如此,它們還是很快就被那些尋求額外智力優(yōu)勢的人采用,其中也包括高水平運動員。金州勇士隊是一支十分強大的球隊,卻被指責(zé)正在“毀了籃球”。這是因為在每場比賽之前,金州勇士隊隊員都會在訓(xùn)練中戴上這種設(shè)備,讓他們的大腦進入狀態(tài)。[5]美國奧運滑雪隊也在訓(xùn)練中使用此類頭戴設(shè)備,這引發(fā)了對他們使用“大腦興奮劑”的指控。[6]

隨之而來的是不可避免的反對和抵制之聲。懷疑論者開始質(zhì)疑這一切是否被描繪得太過理想,結(jié)果卻是騙局。治療抑郁癥?更高的專注度?更長期的記憶?代數(shù)水平的提升?很快,一批研究開始揭穿先前大量前景誘人的發(fā)現(xiàn):為了證明tDCS中涉及的電流對神經(jīng)元不存在可能的影響,一組人對一具尸體進行了電刺激,并得出結(jié)論,所謂tDCS就是偽科學(xué)的胡扯;另一項研究則以元分析方法考察了數(shù)百項tDCS研究的所有效果,并得出結(jié)論,如果你對其所有效果取平均值,你將一無所獲。

懷疑論者有史可鑒,他們指出,200年來,所謂電療法的騙局層出不窮。各個時代的江湖郎中均聲稱,他們的各種電腰帶、電手環(huán)、電浴器和其他新奇裝置可以包治百病,從便秘和癌癥等長期疾病到“男性活力”喪失和過度手淫等更具維多利亞時代風(fēng)格的抱怨。對批評者來說,這證明了今天這些宣揚腦電刺激好處的人并不比19世紀70年代那些兜售電動陰莖帶的江湖騙子更有科學(xué)依據(jù)。

于是人們一致認為,tDCS即使不是徹頭徹尾的騙局,也肯定與此相去不遠。他們是對的嗎?我是不是成了安慰劑效應(yīng)的最新受害者?難道讓我信以為真的,只是改頭換面一番,披上了“硅谷”的閃亮外衣,但實際上已經(jīng)演了200年的江湖套路?

我自己也開始對這一點有所疑惑。當(dāng)我還因初次tDCS帶來的脫胎換骨之感而欣喜萬分時,我很快開始嘗試其他實驗室提供的顱部實驗。我發(fā)現(xiàn)牛津大學(xué)的實驗心理學(xué)系正在研究tDCS在提高數(shù)學(xué)能力方面的潛在作用。由于數(shù)學(xué)不是我的強項,這將是檢驗我是否遭遇潛在安慰劑偏差的完美方式:通過重復(fù)實驗,看看電刺激有多好。

我走進那個地方,期待著自己能展現(xiàn)精湛的運算技藝。我想象著在腦電刺激后,我自己也可以捏住一支粉筆在黑板上肆意揮灑一番,在上面寫滿你在《心靈捕手》和《美麗心靈》影片[7]中看到的一大堆方程式。我興沖沖地去了。但幾個小時后,當(dāng)我離開實驗室時,我身上唯一和“靈光一現(xiàn)”的狀態(tài)搭調(diào)的只有我漲得通紅的臉,因為這幾個小時的公開考試基本上一團糟,讓我羞愧不已。當(dāng)我戴著愚蠢的電極帽時,我沒能釋放我內(nèi)在的數(shù)學(xué)天賦。也許這一切真的都是胡扯。

但如果這純屬江湖騙術(shù),為什么它似乎仍然對如此廣泛的疾病有效?那些醫(yī)生肯定不會都錯了吧?當(dāng)時,除了查找相對無害的tDCS小電擊,我四處查找醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的電研究。我了解到植入脊柱的侵入性刺激器幫助癱瘓的人重新行走;它們也被植入大腦,幫助罹患難治性抑郁癥的患者重新振作;它們還被植入迷走神經(jīng),以治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。電的本質(zhì)是什么?它是用什么機制來治愈身體的?我的腦海中一直縈繞著一個問題:電和生物學(xué)之間的關(guān)系到底是什么?

即便這項技術(shù)當(dāng)真有用,我也只知其然而不知其所以然。所以我決定搞明白這個問題。而從我開始鉆研這個領(lǐng)域起便一頭扎了進去,足足花了10年的時間才爬出來。在過去的10年里,我一直被這些問題和它們的答案激勵,現(xiàn)在我想把這種激勵傳遞給你們。

《解碼生物電——下一場生命科學(xué)革命》講述的是在我們?nèi)碛縿拥淖匀浑娏鞯墓适拢约叭绻覀儗W(xué)會如何操縱它,世界將會發(fā)生何等翻天覆地的改變。在接下來的文字中,我將為你呈現(xiàn)一種貫穿所有生物的生與死、支撐它們的一舉一動和意圖的物質(zhì):電。這種自然電流的存在早于我們的神經(jīng)系統(tǒng),甚至早于人類本身;早在第一批魚類突變體登上陸地之前,它就已經(jīng)在我們祖先的身體里肆意穿梭了。這是關(guān)于我們的最古老的存在,也是關(guān)于生命本身的最古老的存在之一。

我對職業(yè)射擊的短暫客串只是一個例子,它展示的是對我們身體中蘊含的自然電加以利用所帶來的機遇與危機。我們本質(zhì)上是帶電的生物,但我們“電氣化”的程度會讓你感到震驚。毫不夸大地講,你的每一個動作、感知乃至思想均完全地、徹底地由電信號控制。你體內(nèi)的電并非來自電池的電,也不是那種點亮燈泡或給洗碗機供電的電。生活中常見的電是由電子(一種在電流中流動的帶負電荷的粒子)構(gòu)成的。

人體所運行的電是一個完全不同的版本:“生物電”。這些電流不是由電子產(chǎn)生的,而是由鉀、鈉和鈣等大多數(shù)帶正電荷的離子的運動產(chǎn)生的。這就是所有信號通過神經(jīng)系統(tǒng)在大腦內(nèi)部以及大腦和身體各器官之間傳遞,從而實現(xiàn)感知、運動和認知的方式。它是我們思考、溝通和運動的基礎(chǔ),是我們跌倒后膝蓋擦傷的原因,也是擦傷的皮膚愈合的原因。它可以解釋為什么小熊軟糖嘗起來是酸的,為什么我們可以拿起一杯水來漱掉這味道,以及我們?nèi)绾沃雷约嚎柿恕?

你從墻上插座里引出的電流是由發(fā)電廠產(chǎn)生的,而對你體內(nèi)的電流來說,發(fā)電廠就是你自己。你體內(nèi)的40萬億個細胞中的每一個都是一節(jié)小電池,有自己的小電壓:當(dāng)處于靜息狀態(tài)時,細胞內(nèi)部的負電荷(平均)比細胞外的液體高70毫伏左右。為了保持這種狀態(tài),細胞不斷地讓離子進出包圍它的膜,總是努力保持-70毫伏的電壓。所有這些電壓對你來說可能聽起來太過微弱,根本不值得加以注意。是的,在我們生命的尺度上,70毫伏的差異是微不足道的,這大約是助聽器所需電量的1/1000。但從神經(jīng)元的角度來看,這就完全是另一碼事了。當(dāng)神經(jīng)沖動沿著神經(jīng)纖維呼嘯而下時,神經(jīng)元中的通道就會打開,數(shù)百萬離子立即被釋放到細胞外的空間,而且?guī)е鼈兯械碾姾伞_@種大規(guī)模電荷遷移產(chǎn)生的電場約為每米100萬伏,在這種電場規(guī)模下,感覺就如同一整道閃電從你伸出的一只手傳遞到另一只手上。這就是你身體里的每一個神經(jīng)元在你生命中每一刻的感覺。

生物學(xué)家一直都知道,這些生物電信號負責(zé)大腦和神經(jīng)系統(tǒng)之間的所有通信:你可以把它們想象成電話線,幫助大腦的指揮中心與你的肌肉溝通,控制你的四肢。

但是生物電并不局限于我們的大腦。在過去的幾十年里,我們已越來越明確的是,你身體的每一個細胞都在使用這些信號,而不僅僅是那些控制你的感知和運動的細胞。

你的每一個皮膚細胞都有自己的電壓,它與鄰近的細胞結(jié)合形成一個電場。你甚至可以用電壓表測量皮膚的電壓值:只要拉伸一塊皮膚并將其連接到電極上,“皮膚電池”就會點亮一個燈泡。你也可以用前列腺電池或是胸部電池給同一個燈泡供電。當(dāng)這個電場被組織損傷破壞時,你能感覺到。你咬到舌頭或臉頰內(nèi)側(cè)時,是否會感到一種刺痛感?這是傷口的電流在召喚周圍的組織來提供幫助。

同樣,你骨頭里的細胞也是帶電的。你的牙齒是帶電的。你的器官是帶電的,包裹每個器官的上皮組織也是如此。還有血細胞。每個細胞個體都是一座微型發(fā)電廠,產(chǎn)生微小的電壓,以此在它們內(nèi)部和彼此之間進行交流。

我們過去認為那些非神經(jīng)系統(tǒng)細胞主要使用生物電信號來完成瑣碎的清潔和維護任務(wù),如廢物處理和能源管理。但新的研究越發(fā)表明,它們的作用遠不止于此。我們比一般人所認為的更“來電”。

最近,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),當(dāng)我們在子宮里成長時,電信號也會發(fā)出指引,以引導(dǎo)我們形成最終的形狀——兩條胳膊、兩條腿、兩只耳朵、一個鼻子。當(dāng)這種信號在子宮內(nèi)被中斷時,事情就會變得一團糟,所以科學(xué)家們現(xiàn)在正在研究通過重新調(diào)整我們的電流來防止出生缺陷的方法。電對出生如此重要,對死亡亦是:癌細胞有其非比尋常的電壓,最近的證據(jù)表明,它們使用電信號來與宿主環(huán)境進行交流,而破壞這些信號可以阻止癌細胞轉(zhuǎn)移。

這種自然電也并不局限于動物體內(nèi)——從藻類到大腸桿菌,同樣的信號在所有的生物體中都能被檢測到。植物利用電在自身相距甚遠的各個部位間傳遞信息,發(fā)出捕食者到來的警告并開啟防御機制。當(dāng)真菌纖細的卷須找到優(yōu)質(zhì)的食物來源時,它們就用電交流。細菌用電來決定何時將它們的菌落培養(yǎng)成耐抗生素的據(jù)點。即使是那些我們還沒有完全弄清楚如何分類的生物(被我們一股腦塞進一個標(biāo)有“原生生物”的籠統(tǒng)分類框里的生物)也會使用這些電子通信信號。

我告訴你這一切,是為了強調(diào)“生物電”不是一個晦澀的隱喻,也不是對一個乏味的生化事實的夸大。你和我真的很來電,而且是字面意義上的“來電”。所有生命的基礎(chǔ)都是電。當(dāng)我們的細胞電池耗盡時,我們都難免一死。

那么,如果我們學(xué)會了如何控制這個電開關(guān),又會如何呢?

如果你仍然對我所說的不明所以(或者對我熱情洋溢的論點持懷疑態(tài)度),那我得說,在這方面你并非形單影只。貫穿整個生物電歷史的最顯著標(biāo)志,或者說在某種程度上界定這門學(xué)科的關(guān)鍵要素,便是其中充斥的懷疑態(tài)度,這些懷疑既來自物理學(xué)領(lǐng)域的研究人員,也來自生物學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)人士。

在歷史上,生物學(xué)家在試圖證明生物現(xiàn)象有其電基礎(chǔ)時多要面臨艱苦的斗爭,講述他們遭遇的故事可謂不勝枚舉。今天,我們已經(jīng)習(xí)慣通過腦電圖觀察大腦活動,但可能不知道它的發(fā)明者漢斯·貝格爾曾因此備受嘲笑,也不知道他最終在1941年自殺身亡,他甚至未能見證他的設(shè)備如何改變了世界。即使是身體中最日常的電功能,也是在一場激烈論戰(zhàn)之后才廣為接受的;20世紀60年代,彼得·米切爾花了整整10年時間,耗費其大筆資金建立了他自己的實驗室,以使科學(xué)界相信電是細胞產(chǎn)生能量的核心方式。(他于1978年獲得諾貝爾化學(xué)獎,是為數(shù)不多的能夠活著看到自己的想法獲得贊譽的人之一。)

也許所有這些懷疑都可以追溯到生物電起源故事中發(fā)生的那場論戰(zhàn)。路易吉·伽伐尼在18世紀晚期發(fā)現(xiàn),電可以讓我們的肌肉運動,這也許是最早圍繞生物電展開的論戰(zhàn):你可能聽說過他電擊青蛙的實驗,但你可能不知道,對他這一發(fā)現(xiàn)的懷疑引發(fā)了一場科學(xué)界的戰(zhàn)爭,并分裂了整個歐洲。這個生物電起源的故事深刻塑造了后幾代科學(xué)家探究這個課題的方式,尤其是塑造了科學(xué)本身的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果便是,關(guān)于生命電基礎(chǔ)的科學(xué)知識如今支離破碎地分散于眾多學(xué)科中,其中許多學(xué)科彼此攻訐,認為其他學(xué)科都是在胡說八道。

即使到了今天,許多生物學(xué)家也可能對生物電一知半解。1995年,當(dāng)倫敦帝國理工學(xué)院的癌癥研究員穆斯塔法·迪加哥茲首次提出電信號與癌癥有關(guān)的理論時,他的同事公開駁斥了他的觀點。即使到了現(xiàn)在,雖然早已獲得了諸多研究獎項,迪加哥茲仍會發(fā)現(xiàn)自己時不時需要對自己的研究再做一番解釋,并且需要從頭開始,因為有時對于同一個概念,一個研究人員會覺得“嗯,顯而易見”,而另一個研究人員認為這聽起來如同科幻小說。

這種現(xiàn)象反映了一套在科學(xué)框架中的僵化觀念:生物學(xué)家固守生物學(xué),至于電學(xué)研究,那就留給物理學(xué)家和工程師吧。不同學(xué)科的研究者之間簡直就是雞同鴨講。另一位癌癥生物物理學(xué)家理查德·努奇泰利曾說:“如果你主修生物學(xué),你可能只會有半個學(xué)期的物理課程。你連電氣工程這門課都不會碰到。”至于電腦科學(xué),那更是想都別想。這似乎是一個顯而易見、毫無問題的分工,但這意味著有抱負的物理學(xué)博士們只會學(xué)到特斯拉和他的交流電,而無從了解他們自己身體中運行的生物電,生物學(xué)的學(xué)生則兩者都學(xué)不到。這種每個領(lǐng)域都應(yīng)該“各行其道”的默認假設(shè)幾十年來一直限制著生物學(xué)乃至科學(xué)的進步。我們需要的是一個全新的科學(xué)框架,以便將身體不同的電參數(shù)集于一堂,并以連貫整體的方式研究它們。

我們可以稱這個整體為“電子組”[8]。

基因組和微生物組的確立是我們理解生物整體復(fù)雜性的關(guān)鍵步驟,而一些科學(xué)家認為,現(xiàn)在是時候繪制“電子組”的輪廓了:它包含細胞的電維度與特性、它們合作形成的組織,以及被證明與生命的各個方面均有關(guān)的電動力。正如破譯基因組使我們了解了眼睛顏色等信息在DNA(脫氧核糖核酸)中編碼的規(guī)則一樣,生物電研究人員預(yù)測,破譯“電子組”將幫助我們解碼人體的多層次通信系統(tǒng),并為我們提供控制這些系統(tǒng)的相應(yīng)方法。

在過去的10~15年,實驗表明,我們不僅可以破解這些密碼,甚至可以自己學(xué)習(xí)編寫這些密碼。研究人員正在尋找精確的方法來調(diào)試我們細胞內(nèi)的電路,而這些電路負責(zé)我們的身體從愈合到再生再到記憶的一切。例如,當(dāng)健康細胞癌變時,它們的電信號會發(fā)生根本性的變化。但是如果將這些電子信號恢復(fù)到正常狀態(tài),則會使腫瘤細胞發(fā)生逆轉(zhuǎn),恢復(fù)為健康細胞。其他實驗表明,大腦中特定的電活動模式形成了特定的感官體驗,這些體驗可以被記錄和覆蓋。這將有助于我們實施先進的修復(fù)術(shù),使人能夠像感受到他們出生時的皮膚那樣感受修復(fù)后的組織。如果細胞在它們的生物電通信中確實攜帶著不同種類的信息,那么破解其生物電密碼可能會解決一些此前我們用所有遺傳和化學(xué)干預(yù)手段都無法解決的問題。這就像是打開一個電器箱,隨心所欲地給我們的身體系統(tǒng)重新布線一樣。

如果我們可以從生物電的源頭對其加以操縱,其后果將令人震撼不已。我們能否很好地解讀這些密碼,從而在我們的生物機體出現(xiàn)故障時進行修復(fù)?一些生物電研究人員甚至宣稱,學(xué)習(xí)這種軟件的編碼規(guī)則,便可以讓我們的身體和思想像硬件一樣可編程。他們提出了各種各樣的可能:編輯人的電子密碼來提高智力,改變麻煩的人格,使截肢的肢體再生,或者干脆重新繪制身體的藍圖。如果我們真的由電驅(qū)動,那么我們應(yīng)該在細胞的層面上都是可編程的。

但是,當(dāng)我們開始使用生物電知識來獲得更好的成績,而不是治療癌癥時,會發(fā)生什么呢?基因編輯技術(shù)CRISPR帶來了一系列關(guān)于設(shè)計嬰兒的擔(dān)憂,我們編輯生物電密碼的能力也會讓人在這方面有同樣的顧慮。在一項研究中,研究人員僅僅通過對電子組進行簡單的調(diào)整,就能讓青蛙的屁股上長出功能正常的眼睛,而在另一項研究中能讓蠕蟲長出兩個頭。[9]不管是青蛙、蠕蟲還是人類,電子組和身體形狀之間都存在明顯的相關(guān)性,所以在有人為擴大社交媒體影響力而給自己培養(yǎng)出第三只眼睛之前,我們需要對此進行更多的探討。

生物電研究也很容易因一種模糊不清但又不可否認的沖動而誤入歧途,它主張人類的肉體低劣而苦弱,唯有通過對“軟硬件”的強化和替換才能令其得到提升。有一種觀點是,總有一天我們會將自己的意識都上傳到“云端”這個由硅晶片構(gòu)成的無瑕天堂。那么,我們應(yīng)該對人類的升級或改造設(shè)置哪些限制呢?誰來管理重新繪制人體電路的規(guī)則?如果每個國家的國防部都讓自己的士兵接受我在加利福尼亞州做的訓(xùn)練,又會如何?

本書將幫助你了解生物電,無論是傳統(tǒng)認知范疇中它在大腦和神經(jīng)系統(tǒng)中所承擔(dān)的工作,還是如今我們發(fā)現(xiàn)的它在更為廣闊、更出人意料的情境之中所扮演的角色。本書將闡明為什么我們一直以人造電模擬生物電的工作原理。你還會看到研究人員是如何超越人造電刺激,構(gòu)建可以用生物電的自身語言與我們的身體交流的新植入物——從由青蛙細胞制成的機器人到由蝦甲殼素制成的新型電子植入物,不一而足。如果我們想要操縱人體,我們至少應(yīng)該按照它自己的運行方式來操縱它。這些方式是經(jīng)過數(shù)百萬年的進化磨礪出來的,而不是我們發(fā)明的頭戴設(shè)備運行出來的。我們已經(jīng)進入了生物電的新階段。“在生物電領(lǐng)域,我們現(xiàn)在所立足之處,就相當(dāng)于天文學(xué)領(lǐng)域在伽利略發(fā)明望遠鏡時的階段。”正在探尋未知領(lǐng)域的癌癥研究人員迪加哥茲如此說道。如果19世紀曾被稱為“電的世紀”,那么21世紀將被稱為“生物電的世紀”。

注釋

[1]裸蓋菇素,化學(xué)名磷酰羥基二甲色胺,一種提取自蘑菇、具有致幻作用的神經(jīng)毒素。——譯者注。

[2]克羅恩病,又稱“節(jié)段性腸炎”,以腹痛、腹瀉、體重減輕為主要臨床表現(xiàn)。——編者注。

[3]Condliffe,Jamie.‘Glaxo and Verily Join Forces to Treat Disease By Hacking Your Nervous System’,MIT Technology Review,1 August 2016.<

[4]雅芳女士,即對雅芳為推銷自己的化妝產(chǎn)品而起用的大量女性銷售代表的統(tǒng)稱,后泛指各類銷售人員。——譯者注。

[5]Hutchinson,Alex.‘For the Golden State Warriors,Brain Zapping Could Provide an Edge’,The New Yorker,15 June 2016.<

[6]Reardon,Sarah.‘“Brain doping” may improve athletes'performance’.Nature 531(2016),pp.

[7]這兩部影片的主人公均在數(shù)學(xué)方面展現(xiàn)出極高天賦。——譯者注。

[8]電子組是指涵蓋生物體內(nèi)所有層次組織電活動總和的研究范疇,其命名“electrome”類似于系統(tǒng)生物學(xué)方法中的其他“組學(xué)”,如“基因組”“蛋白質(zhì)組”。——譯者注。

[9]Blackiston,Douglas J.,and Micheal Levin.‘Ectopic eyes outside the head in Xenopus tadpoles provide sensory data for light-mediated learning’.Journal of Experimental Biology 216(2013),pp.1031-40;Durant,Fallon,Junji Morokuma,Christopher Fields,Katherine Williams,Dany Spencer Adams,and Michael Levin.‘Long-Term,Stochastic Editing of Regenerative Anatomy via Targeting Endogenous Bioelectric Gradients’.Biophysical Journal,vol.112,no.10(2017),pp.2231-43.

品牌:中信出版社
譯者:風(fēng)君
上架時間:2025-06-04 11:16:02
出版社:中信出版集團
本書數(shù)字版權(quán)由中信出版社提供,并由其授權(quán)上海閱文信息技術(shù)有限公司制作發(fā)行

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