tianlangTianlang  2021-09-13 10:00 天浪书屋 隐藏边栏 |   抢沙发  196 
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如何制造一个人pdf-epub-mobi-txt-azw3
书名:如何制造一个人
格式:EPUB/MOBI/AZW3
标签:生物 科普
ISBN:

内容简介:


2017年夏,英国伦敦大学学院的科学家从菲利普·鲍尔的肩上取下一小块组织,用这些组织的细胞开展了一项特殊的实验。8个月后,这些细胞发育组装成了一个迷你大脑:细胞的种类不仅从皮肤细胞转变成了神经元,而且细胞之间还形成了大脑中那样的神经连接,能够传递神经信号。 随着干细胞、基因编辑、体细胞克隆、组织工程等技术的发展,这类看似只可能出现在科幻小说中的情节正在或即将成为现实。在《如何制造一个人》中,菲利普·鲍尔回顾了人类认识和改造生命的历史,并引领读者去领略这一领域当今最前沿的进展:创造各式各样的迷你器官并把它们组装起来;用猪作为器官工厂,生产可供移植的人体器官;通过3D打印的方法打印组织甚至器官;见证中国科学家创造出世界上首例体细胞克隆猴…… 在增进人类对生命的理解的同时,这些领域的科学进步也在塑造着文化和社会。从小说《弗兰肯斯坦》到《美丽新世界》,从电影《黑客帝国》到艺术作品“猪的翅膀”,作者引用文学、艺术、电影等诸多领域的例子,展示了科学是如何影响文化和社会风潮的。 科技的进步不仅会惠及人类的健康,同时也可能带来前所未见的社会、伦理和哲学问题:是否应该允许创造人和动物的嵌合体生物?胚胎发育到什么阶段时就应该被视作一个人?对于培育出的有感知能力的迷你大脑,我们应该承担道德责任吗?当人脑可以被计算机充分模拟时,人与非人的边界在哪里?对于这些问题,作者都以优雅的笔触逐一进行了探讨。读完这本书后,你对人体、人性以及生命科学的理解将会与此前截然不同。

作者简介:


菲利普·鲍尔,科学作家、英国皇家化学会会士、欧盟委员会合成生物学专家团成员。鲍尔曾在世界著名科学期刊《自然》杂志担任编辑超过20年,目前仍是《自然》的顾问编辑。他还是《自然 材料科学》《化学世界》等科学期刊的专栏作家。他撰写的文章见于《纽约时报》《卫报》《金融时报》《新科学家》等世界著名媒体。
鲍尔已出版著述超过20部,这些作品都以科学为主线,涵盖科学、历史、文化、社会等领域和话题。其中《鲜艳的泥土:颜料发明史》获英国技术史学会2003年度图书奖,《预知社会:群体行为的内在法则》获英国皇家学会2005年度科普图书奖,《优雅的方法:10个优美的化学实验》获英国科学史学会2007年度科普图书奖,介绍量子物理学的科普图书《毫不奇怪》被《物理世界》杂志选为2018年度图书。
由于在科学传播领域的杰出贡献,鲍尔获得了很多荣誉和认可,包括但不限于英国物理学会开尔文勋爵奖章、意大利科学交流基金会拉格朗日奖、美国化学会詹姆斯·格雷迪–詹姆斯·斯塔克奖。
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部分摘录:


2017年夏天,我胳膊上的一小块组织被切了下来,并被转化成一个具有大脑基本结构的迷你大脑。我写这本书就是为了弄清楚这段奇怪的经历。

那是7月里炎热的一天,我躺在伦敦大学学院神经病学研究所的一张床上,神经科学家罗斯·帕特森(Ross Paterson)用一个苹果去核器一样的工具从我的肩膀上“挖”下了一块组织。多亏了麻醉剂,我没有感到疼痛,而且整个过程也没有流很多血,这让我长出了一口气。

这块组织随后被放入了试管,浸润在富含营养的培养液中。8个月后,它将变成一个具有类似大脑结构的迷你大脑。

我的这个迷你大脑由一团神经元 [1] 组成,只有小扁豆大小。这些细胞相互连接,形成了一个致密的网络,能够像人体内的神经元那样相互发送信号。当然,迷你大脑中的这些神经活动还无法被称为“思考”:这些信号可能只是随机产生的,就像噪声一样,没有特定的含义。没有人知道迷你大脑内究竟在发生着什么,就像我们也搞不清楚当胎儿的大脑只有豌豆大小时,其中正在发生着什么。

在这项实验中,我胳膊上的这块组织只是被培养成了其他一些组织,并不能创造出一个人。但在这种技术的基础上,我们未来或许真能创造出整个人体。

对于今天的人来说,可能没有谁会认为在体外创造出一个人是一个好主意。但问题的关键并不在于在未来的某一天,人会像阿道司·赫胥黎的小说《美丽新世界》中描述的那样,从所谓的“人体工厂”中被制造出来,而在于“创造人体”这件事似乎正变得可能。这一切将让我们开始重新审视我们何以为人。当你的一块组织正在8千米外一个实验室的培养箱中慢慢长成迷你大脑时,你会本能地开始思考这个问题。

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让我来解释一下这项研究。

培养我的迷你大脑的工作是由伦敦大学学院的神经科学家塞利娜·雷(Selina Wray)和克里斯托弗·拉夫乔伊(Christopher Lovejoy)领导进行的。他们想要研究大脑的发育过程,特别是某些基因突变是如何导致发育异常并引发阿尔茨海默病等神经退行性疾病的。我们中的很多人可能会患上这些退行性疾病,在英国,将近100万人正遭受着各类痴呆的困扰。造成这些神经退行性疾病的一部分原因是衰老,但也有一部分遗传的原因:有些基因突变会导致人更容易患痴呆类疾病,有一些早发型痴呆症(患者甚至在三四十岁时就会出现症状)也是可遗传的。2016—2018年,惠康基金会资助了一项野心勃勃的项目——“凭空创造”(Created Out of Mind)。这项计划旨在改变公众对痴呆症的认识,并研发新的评估工具,用于评估各种艺术活动对痴呆症患者生活的影响。我所参与的“培养皿中的大脑”(Brains In A Dish)实验就是这个项目的一部分。

塞利娜和克里斯 [2] 希望用具有特定基因突变的病人的细胞来培养迷你大脑,通过研究这些迷你大脑中基因的活性,来理解这些疾病的发病原因,并最终找到有效的治疗方法。研究亨廷顿病 [3] 的科学家已经发现了一个特定基因与这种疾病的关联。他们还发现了一些可以抑制这个突变基因作用的药物,这些药物可以抑制这个基因产生一种容易错误折叠的蛋白质,这些错误折叠的蛋白能在脑中形成瘢痕并破坏脑组织。还有一些科学家在致力于开发疫苗,以防止错误折叠的蛋白在大脑中聚集或者清除已经聚集的蛋白,这些聚集的蛋白可能是阿尔茨海默病的诱因。

据我所知,我并没有携带早发型阿尔茨海默病的基因。由艺术家查理·墨菲组织协调的这项“培养皿中的大脑”计划的目标是通过参与者对这段经历的反应,来向更多的人解释这一类研究。这本书就是我对此的讲述。

我想澄清一下我这里所说的“迷你大脑”是什么意思。有些研究人员不愿意用这个词,我也理解他们为什么这么想。用这种方法培养的人类神经元并不能形成真正的大脑,即使是结构还很简单的胎儿早期的大脑都不行。但在它们的遗传“程序”的指引下,这些神经元确实在培养皿中自发形成了真实大脑所具有的某些特征结构。它们转变成了功能各不相同的细胞,不仅仅有神经元,还包括大脑中其他类型的细胞。它们也形成了类似大脑的结构:神经元是像大脑皮层中那样分层排列的,而且这些细胞组成的结构上也有大脑那样的沟回状褶皱。这就像小孩子在画一个人,虽然不太像,但你还是能看出他们画的是什么,你也能看出这幅画还有进步的空间。事实上,这种在实验室体外培养出的结构的正式名称是“类器官”(organoid)。类器官具有类似体内器官的结构,但比真实器官小。目前,人们已经可以在体外培养类似肝脏、肾脏、视网膜、肠道以及大脑的类器官。类器官培养技术的出现到底意味着什么?这一切对于医学、基础生物学、哲学以及我们的自我认同意味着什么?我希望能找到这些问题的答案。

我不知道我该如何看待我的迷你大脑。当然,我没有因此而焦虑到夜不能寐的程度,这块由我的细胞培养成的组织也不能被看作一个人,但我确实莫名开始喜欢这些细胞了。在培养皿中,它们没有来自体内环境的引导,却努力成长。这团细胞似乎拥有某种潜能,这种潜能在从我身体上“挖”出的那块肉中是不存在的。这团细胞不仅在身体之外“活着”,还闪耀着源自我的生命的光芒。

当我们谈论生物学时,我们很难不谈到“目的”和“需求”。但细胞和很多低等生物其实就像机器人一样,本身并没有意志,只是机械地对外界刺激做出反应(当然,有人会说我们人类其实也是这样),这就是自然的法则。

当你亲眼看到培养皿中细胞的活动时,你会更加真切地感受到生命的存在。生命是一个不断变化的过程,而进化给了这种变化一个方向,或者说一个目标,直到死亡让一切归于平静。生命是什么,在科学上并没有一个明确的定义。生命是一个动态的过程,有既定的轨迹,但也时常有意外发生,如果认识不到这一点,谈论生命将毫无意义。随着科学和技术的发展,从我身上切下的那一小块组织得以开始自己新的生命,而类器官技术更重要的意义在于,人类现在拥有了控制生命发展方向的能力。

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我的迷你大脑来自我的胳膊,确切地说,它是由我胳膊上的皮肤细胞培养而成的。这一切听起来似乎根本不可能办到。其实直到10多年前,大多数生物学家也是这么认为的。后来科学家们发现了实现这种“细胞转化”的技术,这项技术彻底改变了细胞生物学,也为器官和组织的再生提供了无限可能,同时也开启了胚胎学和发育生物学领域诸多新的研究方向。

大众媒体经常用各种夸张的词汇来描述这些“细胞转化”技术,但我不太确定这些技术背后的哲学含义(有人甚至会说精神含义)是否得到了充分的重视。比如,有媒体报道说:

我们身体的每一个部分都可以转化为另一个部分,也可以转变成一个全新的我们自己。

当然,我需要指出的是,目前这句话还没有实现。这些“转化”需要一些前提条件,而要实现这句话的后半部分,可能还需要进一步的研究。但无论如何,细胞的可塑性远远超出了我们的想象。认识到细胞具有可塑性是过去一个世纪医学进展和发现的巅峰。和科学上的许多重大发现一样,我们还不知道该如何理解和利用这些发现。很多时候,我们会对它们产生恐惧,并从奇幻故事的视角来描述它们。

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tianlang
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这个人很懒,什么都没写

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