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從弗蘭肯斯坦談起

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最近了解了一下Michael Levin(邁克爾.萊文)的最新研究,我從中窺見了生物電的另一個嶄新的應用前景。

我想在闡述他最新的研究之前先向讀者講一個簡短的故事:

羅伯特·沃爾頓,他正在去北極探險的旅途中在浮冰上發現一個挨餓受凍、虛弱不已的人弗蘭肯斯坦,於是就把他救上了船,並把他視為自己的朋友。弗蘭肯斯坦向沃爾頓講述自己的經歷。在瑞士日內瓦長大的他,一直熱衷於生命的研究。他試圖征服死亡,創造一種新的生命。於他而言,科學能夠給予人上帝般的力量。他終日躲在暗處進行著創造新生命的研究,廢寢忘食,疏遠親人和朋友,他的未婚妻伊麗莎白和他最好的朋友克勒瓦爾都無法讓他回心轉意。經過長期的潛心研究,弗蘭肯斯坦終於知道如何創造新生命。他從藏屍間拿來各種死屍的肢體,並把它們組裝成一具完整的人體。通過數月的努力,在一個風雨交加的夜晚,他的創造物猛然睜開了眼睛。弗蘭肯斯坦看見他的創造物——面目醜陋的怪物向他走過來時,他嚇得魂飛魄散,戰戰兢兢地逃走了。第二天,在好朋友的陪伴下,他戰戰兢兢地又回到實驗室,但他的創造物消失。弗蘭肯斯坦生了大病,噩夢連連。好友精心照料了他幾個月,他才恢復過來。為了擺脫心頭的恐懼,弗蘭肯斯坦決定回家。然而接下來等待他的是接二連三的厄運,年幼的弟弟遇害,警方僅僅根據現場證據逮捕了忠誠可愛的女僕。悲痛的弗蘭肯斯坦在一個暴風雨的夜晚獨自在徘徊,一道閃電掠過遠處的一座山峰,在電光中他看到了自己的創造物。這時他明白了,殺死弟弟的兇手正是他的創造物,僕人是無辜的。然而他卻無法說出真相,不得不痛苦地目睹僕人被處決。當他與怪物又一次相遇時,怪物向弗蘭肯斯坦傾訴他的經歷。當他被弗蘭肯斯坦遺棄之後,他備受饑寒煎熬。為了尋找食物,他走進一個村莊,村民們都被他的模樣嚇壞了,有的落荒而逃,有的用石子猛砸他,他被打得遍體鱗傷,躲在一家屋外的棚子里。他從牆縫中偷偷地觀察人類的生活,漸漸地,他學會了人類的語言,也懂得了人們之間的愛與關懷。他不再做壞事,反而偷偷地做好事;在去日內瓦的路上,他救起了一個落水的女孩。但他的行動並未得到人們的同情和接納,相反,他得到的回報卻是冷漠、鄙視和遺棄,他感到深深的孤獨。因此,他請求弗蘭肯斯坦為他製造一個異性同類。弗蘭肯斯坦勉強答應了他的要求,卻最終放棄,因為他擔心如果雌雄兩個怪物繁衍出許多怪物,後果將不堪設想。後來,怪物先是掐死弗蘭肯斯坦的好友,怪物在弗蘭肯斯坦的新婚之夜上殺死了他的新娘。弗蘭肯斯坦發誓要報仇,他一路追蹤怪物到北極,直至生命垂危被沃爾頓發現。弗蘭肯斯坦講完怪物的事之後就死去了。沃爾頓意識到旅程中的巨大危險,便掉轉航向,朝著南方溫和的水域駛去,弗蘭肯斯坦的怪物最終自焚而死。

事實上上面這個故事是一本書的簡要概括,這本書叫《弗蘭肯斯坦》,它是英國瑪麗.雪萊寫的一篇長篇小說,我記得我高中的英語課本上曾經介紹過這個情節,到了大學才把這本書看了。這本書創作於十九世紀初,相當於一部科幻作品,現在看來,這種技術離我們似乎也不遙遠了。接下來言歸正傳,看看蝌蚪中的「弗蘭肯斯坦的怪物」,邁克爾.萊文在生物電學上的工作,已經創造出了一些弗蘭肯斯坦式的怪物,像是能通過尾巴上的眼睛感光的蝌蚪。

在邁克爾·萊文(Michael Levin)的實驗室中觀察到的色斑顯示出蝌蚪眼睛的層次結構

圖片來源:Vaibhav P. Pai/塔夫茨大學

邁克爾.萊文嘗試把眼睛移植到身體的其他部位,邁克爾.萊文先從低等動物入手,他最終在蝌蚪的研究上得到了突破,他解釋說「蝌蚪的發育過程本身是一個形態變異的過程,比較容易完成對身體結構改變的實驗。」同時他考慮到蝌蚪生命力的脆弱性,邁克爾.萊文並沒有選擇同一蝌蚪的異位移植,而是把一隻蝌蚪的眼睛移植到另外一隻蝌蚪的尾巴上。以下是邁克爾.萊文的實驗操作簡要概括:邁克爾.萊文現實從一隻健康的蝌蚪身上小心地取下一隻眼睛,然後移植到另外一隻蝌蚪的尾巴上。通過特別精細的實驗操作,他將移植到蝌蚪尾部的眼睛的神經纖維小心翼翼地與脊髓相連,培育一段時間,等蝌蚪尾部的眼睛完全與脊髓癒合後,再移除掉蝌蚪原來那對健康的眼睛。按照這樣的程序,邁克爾.萊文一共培育了134條只在尾部長有眼睛的「變異」蝌蚪。接下來,邁克爾.萊文開始驗證這群蝌蚪是否能夠真正感知到周圍的環境。他把這些蝌蚪放入分隔為左右兩個區域的水箱中,蝌蚪可以自由地往返於兩片水域。同時他用微小的電流電擊那些正處於紅光水域中的蝌蚪,剛開始,這群蝌蚪在胡亂地遊動,但過了幾天後,這群蝌蚪開始有意識地躲避紅光水域,盡量朝著藍光水域游去。由此,實驗大告成功。

百度「生物電」,其概念是生物的器官、組織和細胞在生命活動過程中發生的電位和極性變化。它是生命活動過程中的一類物理、物理——化學變化,是正常生理活動的表現,也是生物活組織的一個基本特徵。像是眾所周知的心電圖、腦電圖、肌電圖等,這些都是生物電的應用,生物電普遍的意義在於信息的傳導、轉換、傳遞。中樞神經系統對信息進行分析、綜合,並將同時作出的反應信息以神經衝動形式傳向外周效應器官。生物體內廣泛、繁雜的電現象是正常生理活動的反映,在一定條件下,從統計學的角度而言說生物電是有規律的:一定的生理過程,對應著一定的電反應。因此,依據生物電的變化可以推知生理過程是否處於正常狀態,上面所說的心電圖、腦電圖、肌電圖等生物電信息的檢測等。反之,當把一定強度、頻率的電信號輸到特定的組織部位,則又可以影響其生理狀態,如用心臟起搏器可使一時暫停的心臟恢復其正常節律活動(心電)。 「機械手」、人造肢體等都是利用肌電實現隨意動作的人-機系統(肌電)。可以預見生物電在醫學、仿生、信息控制等領域的應用。從邁克爾.萊文的研究可以窺見生物電還有一個非常重要的意義——編碼。生物電與編碼?這聽起來似乎非常荒唐,就像眾人說邁克爾.萊文那樣,要麼他的研究會證明他最初的想法很荒謬,要麼他會成為諾貝爾獎的獲得者。搞清楚生物電與編碼的關係,也就是搞清楚生物電和蛋白質的關係。其中得克服的困難一定是我們常人所想像不到的。

題外話:我從小就喜歡生物,可以說生物是我最喜歡的領域,至於喜歡的原因,真的不勝枚舉,我喜歡自然科學,喜歡用顯微鏡觀測細微的生物,喜歡地球上形形色色的生物,樂於探究生命的本質。至於其他學科,像是歷史、地理、文學、政治,我談不上發自內心的熱愛,也談不上厭煩,只是覺得懂一些會有益於完善自己對事物的觀念。現實上我主修的並非生物領域,我在海事大學學習船舶與海洋工程,這個領域似乎與生物領域毫不沾邊,朋友告訴我應該專註於自己主修的學科,我很清楚自己最初的夙願是什麼,好不容易有一門自己不必熱愛的學科,豈能與外界因素說放棄就放棄?至於我自己該學的學科,我想,把它當做通識課來學吧,而自己真正熱愛的領域,我認為自己應該為之傾注畢生心血。在此,我公開感謝幾位好朋友,山東大學基礎生物系的王小雲,我堅信在她的幫助下,我能更系統地學習生物基礎知識,西北工業大學主修飛行器控制與信息工程的覃剛,他一直鼓勵我做自己想真正熱愛的領域,四川大學基礎物理系的楊彪,他幫我解決了無數數學和物理難題。

鴻運滾滾來

GOOD LUCKY 2018

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