医学专家称,生命复苏领域的科学发展已经可以使人在心脏停止跳动数小时之后“复活”过来――即使他们已经被宣布死亡。“从历史上,当一个人的心脏停止跳动,呼吸停止,无论再从什么角度考虑,他们就是死了,”纽约州立大学危重病急救医学助理教授萨姆帕尼亚)说,“你对此无能为力。”
然而,在揭示细胞层次上的死亡机制谜题时,科学家已经知道死亡并不是发生在某一时刻,而是一个过程。事实上,细胞是在一个人死亡――依照我们目前对死亡的定义――之后才开始其死亡过程的。帕尼亚说,这一过程“能持续数小时时间,而我们具有扭转它的潜在能力。”
死亡的过程
科学家曾经认为,在心脏停止向身体供血数分钟之后,由于脑细胞无法得到氧气和其他营养物质的供应,会出现永久的脑损伤。现在,新的研究表明这一观点已经过时。来自哥伦比亚大学的神经学教授斯蒂芬梅耶说,当心脏停止跳动的时候,死亡过程才刚刚开始。
由于缺氧造成的脑损伤具有阶段性。在数秒钟之内,大脑活动会受到影响,但几分钟之后,缺乏糖类供应的细胞就会开始程序性细胞死亡的步骤。宾夕法尼亚大学急诊医学教授兰斯?贝克尔博士说:“当一个人缺氧的时候,一套完整的信号就会开始告诉细胞:是时候进入死亡了。因此,我们有机会对这一套程序做些许修正,也就是‘给它上个刹车’。”
一些有关如何暂停死亡过程的研究来自“复活”的病例报告。这些病人在大脑和心脏停止活动数小时之后又活了过来,而且完全没有或只有很微小的脑损伤。专家称,这些病例成功的关键,除了良好的重症监护之外,还有降低体温。体温降低的过程中,人体的核心体温会比正常体温(约为37摄氏度)下降几度。
人能保持多长时间没有脉搏?
已有研究发现,降低体温可以减少人体对氧气的需求,终止已经被激发的细胞死亡程序,从而保护大脑。不过,这也是有限制的。医学专家称,尽管体温冷却技术已经使许多心脏骤停病人获得了更好的治疗效果,但有时候损伤太过严重,就没有机会再“复活”了。而且,科学家已经了解到,成功的康复要依赖于患者在心脏重新跳动之后得到的治疗,以及身体如何在体温降低之后重新升温。
兰斯贝克尔教授说:“我们正在研究的问题有悖常理,因为我们以前所了解的是,如果一个人的氧含量过低,我们就应该给他们氧气;如果他们的血压降低,我们就应该想办法使其血压上升。”然而在现实中,如果病人在一开始的治疗中有了反应,而且他的心脏重新开始跳动,那么突然的血流冲击和过多的氧气流入大脑,就可能使神经损伤变得更加糟糕。与之相反,调节流向大脑的氧含量可能才是“复活”的关键。
最先进的复苏技术
在心脏骤停之后采取降低体温的治疗方法已经存在了数十年,但科学家依然不能确定这种方法是否真的对患者有益。近年来,研究证据显示降低体温可以提高患者的存活率和康复率,而专业学术团体如美国心脏协会建议,在病人的血液循环恢复之后可以考虑采取降低体温的治疗。毕竟,不是所有的医院都会将降低体温作为重症监护程序的一部分。
萨姆.帕尼亚说:“让人悲伤的一点是,有这方面的知识,系统也是可用的,但并没有得到执行。”他接着说,在美国所有可能因为冷却疗法受益的人当中,只有不到10%的人获得了治疗。
帕尼亚认为,在理想的条件下,为了保证适当的氧气和血液供应大脑,人体复苏过程将使用机器而非人力进行胸部按压。在心脏重新跳动之后,冷却和降低氧含量可以防止脑损伤的出现,增加病人复苏的成功率。
新死亡概念下的新伦理问题
在医学实践中传统的明智做法是:不要对遭受严重脑损伤的病人进行复苏,否则病人会一直处于无休止的昏迷状态中。在病人心脏骤停几小时后试图使其苏醒过来,也可能会导致较高的脑损伤风险,这也为那些支持更加全面复苏程序的人提出了新的伦理问题。
不过,斯蒂芬梅耶指出,我们对脑损伤及死亡的认识是不完整的,而且,对于损伤的程度以及损伤是否能扭转,我们都知之不详。“我们现在所知道的是,这些关于脑损伤不可逆的观点是错误的,”梅耶说,“如果你过早地做出这些结论,而没有经过充分验证,那你很可能就会使一些人的生存机会‘报销’了。”
兰斯贝克尔说,尽管人工延长寿命并不一定适合每一个病例,但医生们如果想要使病人苏醒过来,应当采用所有可用的方法。他说:“如果我们可以做任何事情,我不知道为什么我们在拯救病人的时候还要有所保留。所以问题是,为什么要救人救一半呢?”
随着我们对医学和人体知识的不断提高,人们的平均预期寿命也在不断延长。原来许多绝症,我们已经找到了治愈的方法。随着我们对人体 探索 的不断深入,也许长生不老不会再是传说。本文将向你介绍未来可能让你长生不老的十项研究。
血液对我们的生存至关重要,失血过多会很快结束生命,所以输血是一个重要的医疗工具。不过,输血有两个主要问题。首先,血液必须来自他人,这可能导致血液短缺。第二,每个人都有不同的血型,输入错误的血型会导致免疫系统攻击和各种可怕的并发症。科学已经成功地解决了这两个问题,通过制造通用O型红细胞。这是第一次在实验室中产生这样的血液,它可能会导致献血的终结和血液工业生产的开始。
随着我们对医学和人体知识的不断提高,人们的平均预期寿命也在不断延长。我们已经根除了疾病,发现了有效的治疗方法,并找到了治愈疾病的方法,这些疾病曾经会杀死我们。现在,我们在维持人类生存的实践中正在加速,用听起来像是直接从科幻小说中剥离出来的技术,朝着接近不朽的东西迈进。
有一些常见的科幻比喻至少在某种程度上是可信的。当我们看到星际旅行、外星生命或食物变成药丸时,我们可以想象它们成为人类生命一部分的可能性。但有些事情有点牵强,比如在实验室培养人体器官。然而,就像大多数事情一样,事实比小说更疯狂,因为科学家们正在这样做。实验室培育的器官不仅在解剖上与人身上的相同,而且这些器官在人体中也能正常工作。阴道和鼻子这两种器官都已经安全地移植到人体中,并证明没有任何副作用。
有史以来第一次,出生时没有阴道的女性通过移植人造阴道而拥有了一个完整的身体。科学家们对这些女性进行了8年的跟踪调查,才对结果感到满意。在此期间,女性和她们的新器官功能完全正常,没有任何副作用。那些因皮肤癌而失去部分鼻子的患者也可以从皮肤细胞中再生出了新的鼻子。
脊髓损伤是人类遭受的最严重的折磨之一。脊髓将信息传递到身体的每一个部位,因此这一部位的损伤往往会导致可怕的瘫痪。在过去,现代医学对这种损伤几乎无能为力。病人只能在有限的行动能力中度过余生,而且常常是在极大的痛苦中度过。
现代科学家现在已经能够使被认为是终身瘫痪的人恢复自主运动。在这个令人兴奋的实验中,在对患者的脊髓施加电脉冲后,患者能够移动之前瘫痪的身体部位。当与传统物理疗法结合时,改善变得更大,给全世界成千上万希望有一天能再次行走、奔跑和移动的人带来了希望。
科学家在年轻人的血液中发现了一种化学物质,这可能会对老年人的衰老产生重大影响。这不是什么一次性的疯狂研究——三个独立的小组在老鼠实验中都得出了相同的结论。在这项研究中,输入年轻的血液逆转了与年龄相关的记忆、学习、脑功能、肌肉力量和耐力的衰退。
其中两个小组甚至声称已经发现了导致这种年龄逆转效应的单一化学物质。由于这些研究是在老鼠身上进行的,它是否也适用于人类还有待观察,但研究人员确信它可以。临床试验预计将在几年内开始,这可能为真正的抗衰老注射铺平道路。
无论我们作为一个种群存在了多久,人类不可思议的健忘和懒惰将永远盛行。药物是许多人 健康 的一个极其重要的部分,忘记服药可能会很危险,甚至致命。目前已经研发出了一个药物监测系统,这个系统不光可以确保你不会错过另一片药,还可以跟踪身体对上述药物的反应,为你和医生提供身体反应的详细信息,所以如果用药出现任何问题,你都可以立即纠正它。
心脏的 健康 是长寿和美好生活的关键。在世界上,死亡的最大原因不是艾滋病或任何癌症,而是心脏病。中国心血管病现患人数3.30亿,其中脑卒中1300万,冠心病1100万,肺原性心脏病500万,心力衰竭890万,风湿性心脏病250万,先天性心脏病200万,下肢动脉疾病4530万。
然而,科学家最近成功地将转基因猪心脏移植到狒狒体内,并使其功能完美地运行了一年多。这项研究给医学界带来了希望,有一天动物将能够源源不断地提供动物心脏(和其他器官)移植到人类体内,从而大大延长人类的寿命。
中风是可怕的,而且往往是致命的。在没有死亡的情况下,中风会使患者无法执行基本任务,极大地影响他们的生活质量。独立和自主几乎完全被剥夺了,患者无法像以前那样控制自己的身体。以前,对这些人的治疗选择非常少。但是现在,科学家们使用了一种革命性的新方法来治疗这些可怕的残疾,给所有受影响的人带来了希望。
通过向患者大脑中注射干细胞,研究人员成功地恢复了他们移动四肢和执行以前不可能完成的任务的能力。参与研究的人认为这对中风患者来说是一个非常鼓舞人心的迹象。
我们已经讨论了心脏病对人类生活的巨大影响,以及器官移植对维持人类生命的重要性。随着3d打印技术的不断创新,一些业内人士相信这一点在短短10年内他们将能够打印出一颗完整的“生物心脏”。路易斯安那大学的一个研究小组已经在实现这一预测方面迈出了巨大的步伐。
通过利用脂肪细胞和胶原蛋白,该团队成功地打印出了人类心脏的工作部件。他们用飞机的类比来解释为什么不能打印出完整的心脏,而必须部分部分地完成。但是有了打印零件的能力,10年似乎是一个非常合理的时间框架来期望这些零件的总和完成。
自从第一个半机械人出现在科幻小说中以来,科学家们一直在寻找一种方法来创造仿生身体部位。这样做将极大地改善截肢患者的生活,而且每一项研究都让我们更理解大脑和肌肉之间复杂的交流系统。看起来所有的努力都终于有了成果。被称为DEKA手臂的大脑脉冲控制假肢不是普通的附件,它是一个真正的超级小工具。
它是由发明赛格威(Segway)的同一个人发明的,它可以完成如此精细、精细的任务,比如拉上外套的拉链、拿鸡蛋而不打碎它、或者用钥匙开门,这些任务即使是手臂完整的人有时似乎也很难做到。仿生手臂的适应性也非常强,这使得肩膀、中小臂或中上臂被截肢的人可以选择使用。不幸的是,那些手部或手腕被截肢的人无法拥有天行者的手臂,至少现在是这样。
这是典型的科幻小说,研究人员不喜欢称之为假死。该医院的一位顶尖外科医生更喜欢称之为“紧急保存和复苏”,尽管他承认他们是暂停的生命。基本上,病人的血液会被一种非常冷的盐水溶液代替,产生一种诱导低温症,使所有细胞活动几乎停止。换句话说,这就像打开关闭人体重要系统的开关,给外科医生更多的时间来解决问题。根据发明这项技术的彼得·李的说法,在手术过程中病人不一定是活着的,但他们也不会死。
2000年,李昌镛在猪身上演示了这项技术,而且成功了。这只猪假死后,然后接受治疗并“复活”。在大多数情况下,他们的心脏自己重新开始跳动,没有丧失认知或身体功能。现在,李昌镛和他的团队只需要等待合适的人类候选人。
数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件。为了满足市场的需要,达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求,当前,世界数控技术及其装备的发展主要体现为以下几方面技术特征:
1、高速
机床向高速化方向发展,不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本,而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现、、低成本生产有广泛的适用性。
20世纪90年代以来,欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床,加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元(电主轴,转速15000-100000r/min)、高速且高加/减速度的进给运动部件(快移速度60~120m/min,切削进给速度高达60m/min)、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破,达到了新的技术水平。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具,大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统(含监控系统)和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决,为开发应用新一代高速数控机床提供了技术基础。
目前,在超高速加工中,车削和铣削的切削速度已达到5000~8000m/min以上;主轴转数在30000转/分(有的高达10万r/min)以上;工作台的移动速度(进给速度):在分辨率为1微米时,在100m/min(有的到200m/min)以上,在分辨率为0.1微米时,在24m/min以上;自动换刀速度在1秒以内;小线段插补进给速度达到12m/min。
2、高精度
从精密加工发展到超精密加工,是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级,乃至纳米级(当前,在机械加工高精度的要求下,普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm;精密级加工中心的加工精度则从±3~5μm,提高到±1~1.5μm,甚至更高;超精密加工精度进入纳米级(0.001微米),主轴回转精度要求达到0.01~0.05微米,加工圆度为0.1微米,加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。这些机床一般都采用矢量控制的变频驱动电主轴(电机与主轴一体化),主轴径向跳动小于2祄,轴向窜动小于1祄,轴系不平衡度达到G0.4级。
高速高精加工机床的进给驱动,主要有“回转伺服电机加精密高速滚珠丝杠”和“直线电机直接驱动”两种类型。此外,新兴的并联机床也易于实现高速进给。
滚珠丝杠由于工艺成熟,应用广泛,不仅精度能达到较高(ISO3408 1级),而且实现高速化的成本也相对较低,所以迄今仍为许多高速加工机床所采用。当前使用滚珠丝杠驱动的高速加工机床最大移动速度90m/min,加速度1.5g。
滚珠丝杠属机械传动,在传动过程中不可避免存在弹性变形、摩擦和反向间隙,相应地造成运动滞后和其它非线性误差,为了排除这些误差对加工精度的影响,1993年开始在机床上应用直线电机直接驱动,由于是没有中间环节的“零传动”,不仅运动惯量小、系统刚度大、响应快,可以达到很高的速度和加速度,而且其行程长度理论上不受限制,定位精度在高精度位置反馈系统的作用下也易达到较高水平,是高速高精加工机床特别是中、大型机床较理想的驱动方式。目前使用直线电机的高速高精加工机床最大快移速度已达208 m/min,加速度2g,并且还有发展余地。
3、高可靠性
随着数控机床网络化应用的发展,数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言,如果要求在16小时内连续正常工作,无故障率在P(t)=99%以上,则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对一台数控机床而言,如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时,而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。
当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上,驱动装置达30000小时以上,但是,可以看到距理想的目标还有差距。
4、复合化
在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上,为了尽可能降低这些无用时间,人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上,因此,复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。
柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后,机床便能按照数控加工程序,自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工,以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。就棱体类零件而言,加工中心便是最典型的进行同一类工艺方法多工序复合加工的机床。事实证明,机床复合加工能提高加工精度和加工效率,节省占地面积特别是能缩短零件的加工周期。
5、多轴化
随着5轴联动数控系统和编程软件的普及,5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点,由于在加工自由曲面时,5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单,并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速,从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率,而在3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削,因此,5轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。
最近,国外还在研究6轴联动控制使用非旋转刀具的加工中心,虽然其加工形状不受限制且切深可以很薄,但加工效率太低一时尚难实用化。
6、智能化
智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工,它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动,以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:
为追求加工效率和加工质量的智能化,如自适应控制,工艺参数自动生成;
为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;
简化编程、简化操作的智能化,如智能化的自动编程,智能化的人机界面等;
智能诊断、智能监控,方便系统的诊断及维修等。
世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多,其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。
7、 网络化
控机床的网络化,主要指机床通过所配装的数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控机床一般首先面向生产现场和企业内部的局域网,然后再经由因特网通向企业外部,这就是所谓Internet/Intranet技术。
随着网络技术的成熟和发展,最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造,又称“e-制造”,是机械制造企业现代化的标志之一,也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用,越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。机械制造企业在普遍采用CAD/CAM的基础上,越加广泛地使用数控加工设备。数控应用软件日趋丰富和具有“人性化”。虚拟设计、虚拟制造等技术也越来越多地为工程技术人员所追求。通过软件智能替代复杂的硬件,正在成为当代机床发展的重要趋势。在数字制造的目标下,通过流程再造和信息化改造,ERP等一批先进企业管理软件已经脱颖而出,为企业创造出更高的经济效益。
8、柔性化
数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是:从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展,另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段,是各国制造业发展的主流趋势,是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提,以易于联网和集成为目标;注重加强单元技术的开拓、完善;CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展;数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结,向信息集成方向发展;网络系统向开放、集成和智能化方向发展。
9、绿色化
21世纪的金切机床必须把环保和节能放在重要位置,即要实现切削加工工艺的绿色化。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上,这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康,又增加资源和能源的消耗。干切削一般是在大气氛围中进行,但也包括在特殊气体氛围中(氮气中、冷风中或采用干式静电冷却技术)不使用切削液进行的切削。不过,对于某些加工方式和工件组合,完全不使用切削液的干切削目前尚难与实际应用,故又出现了使用极微量润滑(MQL)的准干切削。目前在欧洲的大批量机械加工中,已有10~15%的加工使用了干和准干切削。对于面向多种加工方法/工件组合的加工中心之类的机床来说,主要是采用准干切削,通常是让极微量的切削油与压缩空气的混合物经由机床主轴与工具内的中空通道喷向切削区。在各类金切机床中,采用干切削最多的是滚齿机。
总之,数控机床技术的进步和发展为现代制造业的发展提供了良好的条件,促使制造业向着、以及人性化的方向发展。可以预见,随着数控机床技术的发展和数控机床的广泛应用,制造业将迎来一次足以撼动传统制造业模式的深刻革命。
肯定会死的,在零下270度的低温,人会被瞬间冻毙命,在如此细胞都会被冻结停在活动,人怎么可能会不死。
05年在俄罗斯靠近北极圈附近就发现过一头完整而僵硬的猛犸象,在这头猛犸象的嘴里还残留着待咽的毛莨草,它的眼睛至今透明。科学家认为在数万年前,这只猛犸象正吃着毛莨草,气温突然骤降,它还没来得及咽下口中的食物就被冻结在冰里。
这只猛犸象并没有复活,当然可能是瞬间冻住它的温度不到270度,而它也没有瞬间解冻。不过就算达到了,也一样会死亡,毕竟细胞不是机器,就算是金属被瞬间冻住,再瞬间解冻可能分子间的结构也要被破坏了。冷冻势必会让水结冰,人体里可以有80%左右的水份,其结冰是会破坏细胞的。
别说是零下270度,就是绝对零度的273.15度瞬间冻住一个生命也会让生命死亡,因为理论上在绝对零度的时候,连原子都停止振动了,更不用说宏观物体了。任何物体要存在必须具有一定能量(比如分子间的势能,分子动能),分子动能越大温度越高。绝对零度就是物体的能量已经低到一个极限,或者说完全没有了。
当然如果科学猜想的绝对零度能冻住时间,那可能就是另一回事了,不过根据热力学第三定律,绝对零度永远无法达到,只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量,也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的,除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间,所有物质完全没有粒子振动,其总体积并且为零。
至于提问者问的被零下270度冻住和常态下的区别,以及生与死的生理上变化,实际都是一回事。生者细胞保持活跃,正常工作完成新陈代谢,死者细胞停止活动,开始彻底衰亡,不再产生新的细胞。被零下270度冻住的人,细胞也停止活动了,只是细胞被冻住没有马上衰亡,这时候的人就算瞬间解冻了,也只能说细胞没有死亡,但人死了。
PS:答这个题竟然让我想起了圣斗士冰河,这不科学啊。
应该不会,理由有二:1.据报道,西方有些有钱人得了不治之症,就把自己冷冻起来。等将来 科技 发达了在解冻治疗,以重新生活。2.曾看过一端电视,将金鱼放进液氮(沸点-196 ),金鱼瞬间被动住,然后,将金鱼放入水中,结果一会金鱼又慢慢游动起来。当然,最终金鱼还是死了,但注意是在演播厅进行,没有才去任何特殊措施。所以,如果是人肯定会做的更加科学严谨,相信一定能保证人的存活。
另外,有人提出人体的细胞80%是水分,由于冰的密度小于水的密度,致使水结冰时体积增大,将细胞壁张破,人就无法存活。这个问题确实存在,生活中有人冻伤就是这种原因。但此理由是只知其一不知其二,水结冰是体积增大没错,只是发生在水的凝固点,水结成冰之后,温度再降低,冰同样具有热胀冷缩的性质。也就是说,冰的温度如果降的足够低,其体积并不比同质量的水的体积大,冻金鱼时,直接放在液氮中,避开了在凝固点结冰过程,冰的体积根本来不及增大就缩小了。所以,细胞内的水结冰体积并不增大,也就不会胀破细胞壁。否则,让鱼自然冷冻,冬天钓鱼的人都知道,冻得邦邦硬的鱼,放回水里也不会活过来。
一个人被瞬间冰到零下270度,他当然当时还是不会死的!但是,让他从冬眠中苏醒,难度很大。很有可能使他死亡!
首先,人被冷冻以后,的确可以使人的器官处于类似动物冬眠的状态,从而保持冷冻前的状态。 但是,题中的温度的确太低了,有可能引起人体的一些伤害,但是我觉的应该不会致命!
其次,就是什么时候复苏冷冻人,如何使冷冻人复苏!国外早已有医学专家证实,有些人希望通过冷冻,从而在未来几十年后的一天在复苏,但是研究表明:如果冷冻时间过长,在复苏过程中可能会造成冷冻人的死亡!
因此,瞬间冷冻虽然有可能伤害人体,但是不会造成冷冻人死亡。但是,直到目前如何解冻冷冻人,尤其是长时间冷冻的人,还是一个世界难题。因此这个冷冻人死亡的可能性还是很大!
答:目前的技术而言,这个人必死无疑;但是理论上存在可能,未来或许发展出一种新技术,让这个人暂时低温休眠(接近绝对零度),未来再解冻唤醒。
理论上,人体在低温时,新陈代谢大大减慢,身体处于休眠状态,但是目前低温技术还存在很多瓶颈。
瓶颈一、无法让整个人体瞬间进入低温蛋白质缓慢进入低温时,会逐渐失去活性,这种变化是不可逆的,解决办法就是,让整个人体瞬间进入低温状态,这时候蛋白质的活性将得以保留。
目前的技术可以让单个人体器官,很快进入低温状态,但是让整个人体从里到外瞬间进入低温,还实现不了。
二瓶颈、超低温产生的冰晶难以避免人体重量的70%是水,水急速降温进入冰点后,会随机生成细小且尖锐的冰晶,这些冰晶会刺破细胞,导致人体细胞产生不可恢复的损伤。
借鉴冬眠中的青蛙,可以在零下20 存活,青蛙进入低温前,身体会释放大量葡萄糖,这些葡萄糖溶解在体液内,使得体液的冰点大大降低。
可是外界温度一旦超过了极限(零下30多度),那么青蛙的细胞,也将受到难以恢复的损伤。
目前,人体胚胎保存技术和器官保存技术,都是添加了特殊的冻存液。一方面阻止生物体变质;另外一方面就是避免器官内的水分结晶损伤细胞膜。
但是对于活着的人体,这个办法就行不通了。
瓶颈三、如何瞬间解冻目前讨论第三个瓶颈,还有点为时过早,但是也值得提一下。
如果前面两个瓶颈被克服,接下来就是超低温休眠的解冻技术,需要把整个人体,在极短的时间内,整体恢复到室温,才能保证体内蛋白质、DNA和其他活性物质不会遭到破坏。
这样的技术,目前也是不具备的,有人可能会想到微波炉或许可以……咯咯……这个想法不错,可以研究研究……嘻嘻
以上,就是低温休眠的三个瓶颈,目前科学家还在研究当中,反正在理论上,低温休眠是可行的呢。
像生命力极强的水熊虫,能在-200 的环境下生存数天,能在-272 的超低温下生存2分钟,如此苛刻的条件下,生命都得以存活,那么未来技术谁又说得准呢!
之前在中科大看过一个实验,把一条鱼放在零下190度的液氮中冰冻,然后取出放进温水里鱼还是能够复活的,但是这个冷冻的时间很短,而且反复冷冻几次之后鱼还是死了。所以对于人来说直接在零下270度冷冻人一定会死的,因为人体的70%都是水,冷冻的过程中水一定会结冰,把人体的一些细胞刺穿。目前国外有冷冻人体的实验这也都是在把人体内的血液和水分置换之后进行的。
没有人被冷冻到零下270度,长期储存动物细胞,通常需要-120摄氏度到-196摄氏度为好,在这样的温度下,一切化学进程几乎完全停滞。 所以现在科学界研究的人体冷冻术是在这个温度范围内进行的。
生物冷冻保存活体,关键是要保存其机体不受损害,而最终要的是肌体的基本单位,细胞不受损害。
要保证机体不受损害不是以冷冻能不能快速进行来衡量的,不是什么瞬间冷冻这么简单的事情,这里面有一个复杂的过程。
自然界有一些奇异的现象,引起了科学家们的注意。
一棵梨树或者一棵苹果树,能够在-30到-40度的低温下过冬,春暖花开又能生长结果;一些海滩上的软体动物如贻贝、牡蛎等在寒冷中成为冰雕,当潮水回来又仿佛睡美人苏醒。
这种奇迹在更多的动植物身上没有出现,它们在酷寒中逝去再也不能醒来。
科学家们通过分析研究这些现象,终于发现了其中的奥妙,就是如何避免在冷冻过程中对细胞的化学损伤和冰晶破坏。 这种损害破坏主要发生在0度至-60度之间发生,怎样避免在冷冻和复苏过程中安全度过这个损害阶段,达到-120度的保险冷冻温度,或回到常温,是科学需要突破的难题。
现在的方法有两种,一种是用甘油替代人体组织中含水的液体,使细胞内外冻结时间不一样,外面先冻,使细胞脱水,可以避免损伤;二是冻结过程不经相变的玻璃化冷冻技术,可以达到保护细胞的目的。
这两种技术都有很多复杂的机制和方法,由于本文并非学术论文而只是科普,就不详细介绍了。总之人体冷冻保存技术还是一个研究过程中的事物,还有很多难关需要克服。
虽然世界上已经有很多人死后选择了冷冻保存,希望在未来有一天能够以更高的科学技术帮助他们回归人间,但能否实现他们的愿望还是个未知数。 加州大学伯克利分校研究员保罗西格尔是专门研究低温生物学的,他曾经将活着的仓鼠和一只小猎犬进行冷冻2小时试验,结果成功的让它们复活。
但人体这种复杂的动物长期冷冻,几十年上百年以后,能否做到身体和意识的复活,现在谁也没有把握。
目前世界上最大的人体冷冻公司,是设在美国亚利桑那州的“阿尔科生命延续基金会”,和设立在美国密歇根州的“人体冷冻机构”。 人体冷冻服务是个收费项目,如有需要可以预约服务。
虽然到底能不能复生还是个很渺茫的未知数,但那一线希望还是十分诱人。 一些人在无奈的死去之前,纷纷选择了冷冻保存,希望未来有一天能够复苏重返人间。甚至有些人,还只是保留了一个头颅,只是希望今后意识能够复活,精神永生。
比如牛津哲学家波斯特伦和桑德伯格,就只预定了收费较便宜的服务:只冷藏头部。现在阿尔科生命延续基金会已经冷冻了117具尸体。
这个项目现在看来虽然还很“科幻”,但毕竟比实现超光速时光倒流的“科幻”要现实很多,时空通讯祝愿这些先行者们能够梦想成真。
人体在气温19 以下环境会出现热量“入不敷出”的负平衡。体温降至33 以下时体温调节中枢机能失调,30 以下时,内脏器官功能明显下降,失去意识;体温降到22 以下时,维持生命中枢出现困难;体温降至14 16 ,人体会被冻死。
正常情况下人体的温度是在37 左右,外界温度在20摄氏度左右体温会下降。核心体温降低2摄氏度,就会导致体温过低:失去知觉、心跳失常。人体温度24摄氏度时,心跳会停止。理论上的人类体温最低极限是0 ,在这个温度下, 人体组织会结冰, 体内的细胞则会被摧毁,人体细胞内所保有的水份在结冰的时候体积会变大,直接地撑破了细胞壁。
在使用了保护剂的情况下,人体细胞在零下196 的液氮中可保存30-50年。但在干冰或-70 冰箱中保存的细胞6个月后活力损失超过50%,在干冰中人类细胞4个月活力损失殆尽。
在一个人被瞬间冰冻到零下270度的时候,即使是不会死亡,解冻的时候即使是活着的,但是,也是存活不久的,因为在这种情况下的人体器官与细胞,都是处在于全面崩溃的前阶段。而单个干细胞在液氮环境下解冻之后之所以还能够保持活性,主要的原因在于,在196度C的环境下,在保护剂的作用下,干细胞内的水份不会凝结成冰撑破细胞壁。
人体冷冻再复活的研究,其实已经进行几十年了。冷冻人体最大的问题不是达不到低温,而是达到低温后,人体细胞中大量的水将产生相变,从而在空间构象上挤压和破坏细胞内的固有结构。
你可以做个实验,把一个纸盒子装满水,封住口放到冰箱冷冻室里。过几个小时拿出来,纸盒一定会被涨破,因为水变成冰的过程中,体积增加了。所以无损冷冻人体的关键,不在于能达到多低的温度,而在于能否让富含水分的人体保持在和冻前一样的三维构象。
液体转变成固体有两种方式,一是经过相变,以晶体方式的不连续地固化,水分子在正常情况下就是这样运作的。但还有一种方式是所谓的玻璃化,玻璃态固化过程中不经历相变,液体连续地被固化。
其实玻璃化态下的固体,依然具有流动性。理论上来说,常温下的玻璃依然是液体,有一定的流动性,只不过流动性小到无法观察到。如果能够把人体在低温下玻璃化,那么理论上细胞结构将会得到完整的保留,这才是冷冻人体复活的关键。
不过实现人体玻璃化的关键似乎并不在于足够低的温度以及足够快的冷冻时间,我们可能需要在冷冻人体内加入一些特殊的物质,以维持水分子的玻璃化固化过程。而这方面的研究,还远远没有达到应用阶段。
这个问题最重要的点不是零下270,而是瞬间一词。瞬间的温度变化只能从微观解释,宏观是没有任何物态变化的。意思是液态水瞬间变成零下270 ,拿它依然是液态水,不会变成冰的,所以这个问题可以类比为时间冻结,时间冻结人肯定不会死了。懂的人就懂,不懂的人也无法解释。
说到这个问题,是不是很容易联想到人体冷冻技术?是的,人体冷冻技术的原理就是将一个死去不久的人在极低温的情况下冷藏保存,梦想将来能够通过先进的医疗手段使其复活。这个技术成功的首先要素就是瞬间冷冻。那么如果题设情况可能发生,那么这个人还能不死吗?
据我所知,这个人不死的可能性几乎为零!首先不说以现在的技术怎么怎么不可以实现的话,就算真的可以将一个人瞬间冷冻到这个温度,他不仅是必死无疑,而且还是死无全尸!
一、零下270度是怎么样的概念? 众所周知,绝对零度为零下273.15度这么说来零下270度是很接近绝对零度的。而目前公认的人体冷冻技术最合适的温度是在零下196度,相比较下来温度高了不只是一点点, 在这么低的温度下,别说细胞如何能够完整保存,就算是骨头都会被冻得粉碎。那是因为就算迅速变成冰块,人体的压强还是存在的,瞬间冷冻会使人体的压强增大,人体就会炸开碎成冰块。在太空中如果一个宇航员不幸死亡了,那么他的同伴会将他放在太空中冷冻,随后只要是稍微地震荡他就会变成一堆粉末,同样的道理,这个人的下场会和宇航员一样。
二、瞬间冷冻到如此低的温度如何实现? 虽然理想状态下我们可以认为瞬间冷冻到如此低的温度是可以实现的,但是想要人体所有的细胞一下子全都进入冷冻状态是不可能的,因为身体很厚, 一些细胞,尤其是有神经凸起的神经元,这些细胞又细又长,极易受到损伤,一经损伤是无法恢复的,而神经细胞对于人体的重要性不言而喻,即使解冻了那么也极有可能是一个植物人。
三、瞬间解冻如何实现? 既然说了瞬间冷冻不可实现,那么瞬间解冻也是不可实现的,因为也要面临着解冻过程中对于人体细胞的损害,稍不注意,人体细胞就会大面积的死亡。即使解冻了也是没有生命力的细胞,何来人能够复活一说?
总而言之,即使题设状态能够成立,科学技术条件如何足够,这个人也是没救的!
从理论上分析是可行的。但是短期不可达成。现在,在实验室的细胞冻存技术已经非常普遍,就是把细胞放到液氮里长期保存,需要用时再复苏。细胞冻存时需要加冻存液,并且缓慢冻存。如果不加冻存液直接冻存,细胞内外的水会形成结晶,引起一系列的不良反应。例如,细胞脱水,局部电解质溶液浓度增高,PH值变化,造成蛋白质变性等不良后果。并且,水形成的结晶如果比较多,随温度的降低,结晶体积增大,破坏细胞膜结构和造成DNA的架构被破坏,细胞死亡。缓慢冻存,能使细胞内的水份排除,减少结晶的形成。我总结人体冷冻保存,要解决的有细胞结晶受损和器官缺乏营养衰竭死亡的问题。这就需要在人体器官衰竭前迅速用对机体细胞无害冻存液替换掉体液,并且使整体达到冻存状态。而且,在复苏的时候也要注意修复受损的一些问题。目前,世界上已经有很多例人体冻存,但并未尝试过复苏。其实,广义的人体冻存已经应用于临床,也就是器官移植,要移植的器官短期保存。但是,整体冻存技术还是不成熟。人体结构很复杂,每个部分冻存的条件不相同,冻存复杂,可能需要分开冻存。并且,由于大脑结构功能的,稍有破坏就可能造成不可逆的毁灭性伤害。这就寄希望于纳米修复技术,显然这个技术现在还处于起步状态,短期内冻存人体复苏是无法实现的。现阶段人体冻存保存,谁也不不能保证其可靠性,都还是寄希望于未来的技术进步。抛开冻存花费成本和需要解决的社会关系等问题,可以说,人体冻存现在还是一个对未来美好愿望,对一些身患重症现在医疗条件无法治愈的人来说,选择冻存,还有一线希望。
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