在优特酋国国家生物实验室会议大厅,邀请了各界人士同时同步向外界传播会议内容,之所以如此,是因为本次会议将牵扯到一项重大措施实施,这个措施是志愿参加基因移民的人需要接受提前终止生命,为此需要向这些人说明情况。
会议由鬼金羊主持,卯月凤主讲
鬼金羊说到
我们移民新的星球,不是为了在那里繁衍具有诺姆人类基因的生物,我们更愿意的是,把自己的真实个体移民过去,也就是不但克隆了自己,同时也是能够自我认识的自己。这才能匹敌他们乘宇宙飞船移民逃生的目的。
对我们个人而言,身份和生存的定义应该是连续的属性,而不是一个二元的、是或否的选项。当你变老时,你本质上只和出生时部分相同,但在这个转变过程中,并没有年轻的你死去而年老的你突然被创造出来的时刻。一个必须回答的本质问题是,我们是否注定要以目前构成自己身体的分子的形式存在。
所以,利用其他星球生物,不仅是延续诺姆人基因的香火,更是自己能够认识的自己移民到了其他地方。
这个诞生出来的人怎么能认识自己才是这项技术的关键。我们克隆技术很成熟,但是这并不能表示我们拥有自己的生命过程。
因此,除了个体基因外,更重要的是个体意识。记忆是一个人自我认识的根本,没有记忆的人,没有个人历史的人,对于我们自己来说,也就没有了生命的意义。
为此,我们在这里向各位说明我们的研究,希望得到有移民愿望的人的理解。
这里我们请卯月凤讲述了这个研究团队的研究内容。
卯月凤走上台,结合图片和视频内容开始介绍他们目前工作的情况。
意识不仅存在于脑海里更是个体感受的集合。眼睛,无论是人类的眼睛还是昆虫的眼睛,都能将周围环境的光转换成神经系统中的电信号——这些脉冲携带着代表周围环境特征的信息。然而,当涉及到结构与功能之间的关系时,大脑仍然是一个谜,记忆并不能自发的产生意识。
许多器官现在都可以通过手术进行替换,而就算大脑移植在技术上是可能的,但是,你不可能保证你的大脑与另一个人交换之后,仍然能保持相同的思维。即使是双胞胎也不行,其后期建立起来的解读方式是在其个性化的生活经历中体现的。所以,这种大脑置换的想法其实是一种逻辑谬误。
卯月凤展示了一组宠物大脑置换的记录影像,两只宠物在生前都做过相同项目的特殊训练,但是表现有差别,比如识别一组不同颜色的灯光后,奔向食物的方向不同,一个训练的是向左,一个训练的是向右。当置换大脑成功后,同样的训练题目,两只宠物出现了混乱,虽然有类似反应,但是不知所措。
人类也是如此,随着年龄的增长和学习,大脑不断获得知识和积累经验,同时不断积累新的路径。此外,现有连接的强度也会发生变化。这些过程即使在在双胞胎身上也是如此,尽管他们的大脑在出生时惊人地相似。然而,随着各自的成长,在不断学习和体验这个世界的过程中,他们的大脑开始发散,其本质自我将变得越来越独一无二。
从本质上,正是这一过程创造了记忆,而记忆又是一种极为基本的东西,会不知不觉地浮现在我们自我认知的各个方面。
我们克隆过宠物,然而宠物仅有个体遗传特征的表现,没有先前个体对主人的感情。但是经过让宠物反复观看其先前的活动影像之后,发现这个克隆的生物,能够很快的接受前身与主人的关系。说明与某些记忆相关的信息存在于基因当中,这个记忆与影像能够产生信息内在的联系。
存在于细胞之内的可以转移的记忆可以称之为“本能”,研究发现,这种本能存在着基本能力之外的记忆。
为了进一步说明,我给大家展示一组曾经的实验,卯月凤切换到了另一组实验影像,并在一旁做着解释。
涡虫,这种蠕虫仅有几毫米长,不仅因为它们具有“真正以突触相连的神经系统类型”,还因为它们有着“强大的再生能力,除了身体的再生还有记忆的传承,这么短小的身体,在最极端的条件下可以被切成多达50块”,而每个部分都能再生成“一个完整的、功能齐全的有机体”。这个功能包含了原体的某些经历的记忆。
这些是早期的实验,卯月凤对切换过来的影像解释着,通过电击配合闪烁的灯光来训练这些涡虫。最后,只需要用灯光照射就可以使涡虫产生收缩反应。然而,当实验人员将涡虫切成两半的时候,有趣的事情发生了。有头部的那一半涡虫长出了尾巴,它保留了训练的记忆,这还是可以理解的;令人惊讶的是,只有尾巴的另一半涡虫长出了头部,但也保留了训练的记忆。
如果无头涡虫能再生记忆,那这些记忆存储在哪里呢?如果某些记忆可以再生,那能否将其转移呢?
我们曾经假设,记忆储存在神经元细胞内部,尤其是核糖核酸(RNA)中。RNA是负责传递信息的分子,能从脱氧核糖核酸(DNA)那里获得指令,利用核糖体生成蛋白质。
接下来的实验是切下经过训练的涡虫的一部分,移植到未经训练的涡虫身上,试图检测一种称为“记忆RNA”的假想分子。目标是将RNA从一只涡虫转移到另一只涡虫上,但在移植时遇到了技术上的困难。转而采用一种“更惊人的组织转移方式,即‘同类相食’”。涡虫也刚好是同类相食的,因此只需要把受过训练的涡虫混合起来,喂给那些没有受过训练的同类。涡虫缺乏可以完全分解食物的酸和酶,一些RNA可以整合到这些取食同类的涡虫中。
令人震惊的是,实验结果显示,未经训练的涡虫通过食用受过训练的涡虫,其显示出了受训涡虫的生前行为。在其他实验中,卯月凤切换着录影内容,画面出现了训练涡虫穿越迷宫的实验,之后,实验人员用一种从训练过的涡虫身上提取RNA的技术,将其注入未经训练的涡虫体内,从而实现将记忆从某一动物传递给另一动物。这个实验结果,证实了我们的假设,记忆可以存在于基因之内并进行信息遗传。
长期记忆存在哪里?经过蜗虫的实验我们观察到,在神经细胞中,神经突触是记忆传递的桥梁,而记忆能够永存甚至遗传成为本能的东西,却是存在于有RNA改造的蛋白质上。这就如同古老的磁芯存储器,磁滞曲线有两个状态,记录了0或者1,在人身体里也有这样类似的蛋白变异,如朊病毒,就是这样递接的,凡是靠近朊病毒的蛋白接连的正反折叠,形成类似于纤维链结构。当然朊病毒主要是针对神经细胞的特殊性才能发挥作用。如同磁滞曲线只能发生在铁磁物质一样。但是RNA形成记忆的蛋白质被改造的时候发生了更多形状的折叠,这种记忆能力较之磁滞曲线更复杂,内容也更丰富。
这就引出了一个问题,记忆是大脑的功能还是整个身体的功能?通常的说法是记在脑子里,这是现代技术得到的部分结果,却不是全部。
传统认识中是“记在心里或者用心记住”,这是人的切身感受,并不是随意猜想。大脑和心脏的联系早于脊椎动物的演化起源,甚至可能早于头脑本身。
卯月凤将影像切换到被囊类动物还原图片上
海鞘属于被囊类无脊椎动物。尽管与现代生物天差地别,但它们是脊椎动物最近的现存亲属。被囊动物没有真正的头部,但是它们的头和心脏之间的演化联系却很紧密。在海鞘胚胎中发现了一组通过分裂和分化形成心脏和类似脊椎动物喉部肌肉的细胞。这表明,在数亿年前脊椎动物和无脊椎动物这两个谱系分化之前,头与心的联系就已经出现了。
离开了画面,卯月凤继续说道
通常在学校学习,坐在教室或者房间里,一般采用灌输式的教育方式,学习的效果并不如人意,能够学到知识的人总是少数。总是少数,就有了特殊性,却没有普遍性。
有一个很明显的例子,例如学习语言
在人类学习语言中,并不在乎你的文化基础。许多看似智力一般的人,语言学习非常出色,我们说他有语言天赋。
同时在学习语言困难的时候,我们会说如果在适当的语言环境中会有很大的进步。于是,在没有语言环境的时候,我们可以借助影像创造环境,于是也有不错的效果,但是仍然没有身处现场学习语言更能对语言内涵有深刻的体会。
所有这些学习有人会说是辅助学习方式。
然而,我们在学习的过程中会感受到,在实际语言学习中,实际场景特别是实际感受到的,会在我们的记忆中产生冲击,也许是很微弱的,但是我们能够感受到。我们会对所听到的语言有感同身受的铭记。这样的语言在记忆中甚至在今后的使用中才能让我们感到活灵活现。
之所以在课堂上我们学习效率不高,或者只有少部分人能够得心应手,原因在于我们大部分人只是机械的看着或者听着语言符号,难以做到感同身受的化解到身体里,也就是语言的学习是枯燥的符号,没有让语言的学习融化在身体中,也就是我们在生活中不能根据需要找到合适的语言,也就是相当于计算机中储存的信息没有建立恰当寻址方式。
但是有少部分人,具有很强的联想或者情景建立能力,那么他们在语言学习中的效果就更胜一筹。
这些是我们宏观的经验之谈,既然是经验,就必定带有切身的体验。现在我们再接着前面说的涡虫记忆由RNA改变蛋白质产生记忆的微观过程,为了便于理解,请看我们做的动画演示,随着动画开播,卯月凤在一旁继续解说
进一步的研究表明,微观层面的生物活动实际上以生物分子的物理形状为基础,其中最重要的生物分子就是 DNA、 RNA 和蛋白质。
公众对于“DNA 分子如何为我们的遗传编码”的极大兴趣。然而,反而是其他分子的结构——蛋白质和相关的信使RNA——使得遗传在分子层面发生。DNA 之所以重要,仅仅是因为它编码了承担真正的生物工作所需的蛋白质。例如,血细胞中的血红蛋白将氧气从肺部运输到身体的其他部位。眼睛中的视紫红质吸收光线并将其转化为电信号。驱动蛋白和动力蛋白都是马达蛋白,它们在细胞中将物质从一个地方运输到另一个地方。酶大幅加速化学反应,甚至能决定反应发生与否。电压控制的离子通道可以被看作生物晶体管,而配体门控制的离子通道,通道允许信使分子(“配体”),如神经递质,在大脑中从一个细胞传递信息给另一个细胞。所有这些功能都来源于这些蛋白质的复杂形状。
在量子理论中,一个系统的状态是由所谓的波函数来描述的,波函数决定了事件发生时不同结果的概率。斗宿的波函数方程描述了量子的波函数如何随时间变化。例如,它决定了量子隧穿过程,而量子遂穿过程是一些重要物理现象的基础,例如朴托鲁如何通过核聚变产生能量、植物光合作用、以及你用来存储数据的USB闪存。
所有的结果并不仅仅依赖于方程式和最初的数据,它们还取决于约束条件(constraints)。当约束发生变化时,结果由取决于约束随时间变化的方式而不是初始条件。
对于构成生命存在基础的生物分子来说,分子的形状起着约束作用。这些分子非常灵活,在关节周围弯曲,就像铰链一样。分子中原子核之间的距离决定了弯曲的可能性。任何特定的分子“构象”,一种特定的折叠状态,在基本的物理层面上都约束着离子和电子的运动。根据生物学需要,这可能在特定时间发生。通过这种方式,生物过程可以影响物理结果,因其改变了适用的斗宿方程的约束条件。
一个关键的案例是细胞膜上的离子通道,它将细胞的内部和外部分开。离子是因为失去或得到一个电子而携带电荷的原子。钠和钾带正电荷是因为它们各失去了一个电子,而氯离子带负电荷是因为它们获得了一个电子。离子通道是嵌入细胞膜的蛋白质,控制进出细胞的离子流。它们可以被打开或关闭,这取决于其铰链部分的位置。因此,它们要么允许离子进出细胞,这取决于细胞的类型,要么阻止其进出。
离子通道在大脑功能中扮演着至关重要的角色。例如,神经元之间通过称为轴突的纤维相互连接。细胞内外电压的差异决定了轴突壁上离子通道的开启或关闭。离子通过这些通道进出轴突,引起电信号沿着神经纤维传播,从而产生我们所谓的电神经脉冲,又称“尖峰链”,这是因为它们由一系列小电压波动或“尖峰”组成。这些离子通道是生物版本的晶体管,而晶体管是电脑中决定电流通断的器件,它根据电路两部分间的电压差来决定电流通断。
另一种类型的离子通道是根据配体结合而开闭的蛋白通道,在突触上连接各神经元。这是一个复杂的生化过程,就像是用钥匙打开一扇门:只有当钥匙的形状与特定的锁匹配时,门才会打开。配体,也就是神经递质,是一种信使分子,它与离子通道上的受体结合,通过改变自身形状来打开受体。
该过程使得离子流入神经元,将化学物质转化为电信号。只有当配体与受体结合并改变离子通道的形状使其打开时,离子通道才允许离子进入细胞。如果没有配体存在,通道是关闭的,没有离子可以进入。配体的特殊形状决定了两者的结合:只有当且仅当配体具有特定受体的正确形状时,两者才能结合。因此,离子通道的具体形状决定了其控制进出的功能。
这就是信使分子改变离子通过通道所受到约束的方式。在信使分子结合前后,约束条件是不同的。这种依赖于时间的结合,控制着突触处的离子流动,进而决定着一个神经元与另一个神经元之间的连接。正是这些分子形状的变化,而非初始条件,决定了你思考时大脑中出现的斗宿方程的特定解。它们构成了自由意志的可能。
是什么决定了哪些信息通过信使分子传递到你的突触呢?这一决定思维过程的信号,不能在任何更低的层次上被描述,因为其以最基础性的方式影响了概念形成、认知和情感,心理体验推动着事情的发生。你的思想和感受随时改变离子及电子流的约束,从而自上而下影响大脑中的微观运作。
卯月凤离开画面继续说道
假设你走在街上,面前发生了一起可怕的事故——被撞毁的汽车、受伤的人,到处都是血。你的反应是恐惧:同情那些受伤的人,害怕他们会死去,为其没有发生在你身上而感到宽慰。这些心理活动的发生,是因为你的大脑在心理层面,基于过去的经验和内在反应的组合而成的的运作方式。同情、恐惧、内疚等情绪,都不是发生在离子或突触层面上的。这些高水平的心理活动改变了离子通道的形状,从而改变了你大脑中数十亿离子和电子的运动。在你大脑各个层次之间错综复杂的因果之舞中,这些想法能够发生是因为潜在的电神经脉冲,但实际上是其心理本质——碰到一场事故意味着什么、当你决定行动时脑海中有何想法、看到事件发生时的震惊感觉是什么——导致了上述情绪的发生。物理学使你的大脑和身体中发生的事情成为可能,但不能决定它;是你对事件的心理解释决定了有哪些情绪。这一切形成了我们认为的意识。
记忆是由基因开关控制的,这被称为“基因调控”(gene regulation)。由 DNA 分子组成的基因组包含了细胞在正确的时间和地点制造特定蛋白质所需的信息。现在这里有一个问题:几乎我们身体里的每个细胞都有相同的基因,能为身体其他部分的所有蛋白质编码。但是每个细胞,取决于其环境,都需要特定的不同蛋白质。所以相同的 DNA 链在不同的时间,于不同的细胞中产生不同的蛋白质。这是怎么发生的?它通过基因调控发生:基因被开启或关闭,因此被表达或不被表达。基因调控是由一种叫做转录因子(transcription factor)的蛋白质控制的。这些调节蛋白与 DNA 分子上的特定点位结合,识别它们的形状,从而决定转录 DNA 时会产生哪些蛋白质。
这个基因调控的过程会加强或削弱我们大脑中的神经连接。大脑皮层有一列密集排列的神经元,通过极其复杂的网络相互连接。这个网络的整体结构对每个人来说都是一样的,但是细节却不一样。正是大脑的细节展现了我们之间的差异,特别是我们长期记忆间的差异。哪个神经元与哪个神经元相连,以及每个连接的强度这类细节,都是由我们自己的历史和记忆所塑造的。
在心智层面的学习过程导致了基因表达模式的改变,从而产生了特定的蛋白质,这些蛋白质改变了突触神经连接的强度。这改变了神经元之间连接的强度,从而储存了记忆。
这样的学习是一种心理上的变化。你可能会记得你享用美味佳肴时的快乐、Yo-Yo Ma演奏毕宿奏鸣曲时的细节,或者车祸时的痛苦记忆。再次强调,这些都是不可简化的心理事件:它们不能在任何更低的层次上被描述。随着时间的推移,它们将改变神经元的连接。这些变化不能根据神经连接的初始状态来预测,你的神经元并不知道车祸即将发生,但是之后它们会以不同的方式限制电子流动,因为连接已经被改变了。学习会改变宏观尺度上的结构,我们有一个可塑的大脑,进而将其传递到微观连接及底层电子流的改变。
这些例子表明,心理上的理解通过改变物理层面的约束条件,可以影响离子和电子的运动。也就是说,心智状态改变了蛋白质的形状,因为大脑拥有真正的逻辑能力。这种向下的因果关系胜过了初始条件的力量。逻辑推论不仅决定了我们宏观层面的思想,还决定了微观层面电子和离子的流动。
分子生物学的任何过程都不与构成所有物质存在基础的物理学相矛盾。然而,生物体提供了一个非常复杂的环境,在这种环境下约束会发生改变。尽管我们的大脑确实是由基本粒子组成的,但高层次的功能是通过自上而下和自下而上两个因果过程的相互作用而产生的。
记忆不仅仅是单纯的的符号储存,更应该是记在心里的靠着微妙的驱动力激发出符号特定的意义。大脑记忆的是乐谱,能够将乐谱还原成音乐的是按乐谱弹奏的手指。我们说大脑中的乐谱是靠记忆在心里的指法弹奏出来的,手指动作的时候你并不需要思考。因此,当把其他人的大脑移植到你的头颅中,相当于使用了别人的乐谱,自己的指法弹奏不出原来的乐章。琴师的大脑换到不会弹琴的人身上,并不会再现琴师的技艺。
我要说什么呢?就是当我们进行基因移民时,同时也将你的经历改变了的蛋白性状形成的部分记忆移植了过去,下一步我们将采取的是将你熟悉的乐谱呈现在你的脑海里。这一部分由胃土雉博士给大家介绍,胃土雉博士在记忆人机接口方面做过大量工作。
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