《我们带电》评论:人体闪电 - 《华尔街日报》
Richard Lea
一台19世纪的电解护身符机。该护身符通过微弱电流充电以达到治疗效果。图片来源:克里斯·杨/PA Images/Getty Images科学作家莎莉·阿迪在《我们带电》开篇以昂扬的笔调提出,研究者是时候聚焦"电生理组"——即"细胞的电学维度与特性、它们协同形成的组织,以及被发现参与生命方方面面的电力作用"。阿迪女士宣称,一旦电生理组的奥秘被破解,我们"都将在细胞层面实现可编程"。
故事始于启蒙时代伽伐尼与伏打关于"动物电"的论战。阿迪带我们回到1780年,伽伐尼在家中建立实验室,配备莱顿瓶、静电发生器和各种肢解青蛙的恐怖装置。作者描述了静电实验、闪电与黄铜钩如何让伽伐尼确信"生命由某种电力驱动",而急于"巩固其天才理论家声誉"的伏打如何用"改变世界的发明:电池"埋葬了这一理论。阿迪指出,尽管伽伐尼的解剖精妙绝伦,但多数电学家"只要理论能产出实用工具就心满意足"。因此当伏打展示出首个能稳定供电的装置时,这场辩论便尘埃落定,使得生物电研究领域被江湖术士把持近一个世纪。
这个故事的大致轮廓是,生物电领域的先驱们努力为其工作争取认可,但最终被科学界“边缘化”。阿迪女士追溯了接下来250年间生物电研究的历史,这一模式不断重演。脑电图发明者汉斯·伯杰于1941年自杀,部分原因是他对20世纪20年代在德国推出其发明后遭受的嘲笑感到绝望。1952年,艾伦·霍奇金和安德鲁·赫胥黎发现神经元通过交换钠离子和钾离子放电后,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克因发现DNA而“抢尽风头”,使生物电研究“再次被‘更重大’的发现边缘化”。尽管2007年的一项实验帮助一位脊柱受损的男子重新行走,但理查德·博根斯创新的振荡场刺激器据称“处处受阻”。
阿迪女士描述的一些进展起初看似成功,比如犹他阵列——一种装有96个电极的微型计算机芯片。2014年,医生将这种阵列植入四肢瘫痪者伊恩·伯克哈特的大脑,使他能够拿起杯子,甚至玩《吉他英雄》。但参与这些试验的其他人结果却不那么乐观。“一些参与者的设备停止工作,”阿迪女士写道,并承认“犹他阵列不太可能成为未来任何脑芯片的基础。”
其他研究方向似乎充满希望,但决定性进展仍遥遥无期。对青蛙的实验表明,通过改变膜电压,可以在发育中的蝌蚪身上“几乎任何地方”添加眼睛。在增强特定钠通道的药物中快速浸泡可以再生被截肢的腿。电场似乎能加速伤口愈合,为使用电子绷带实现更快康复开辟了可能性。而生物电特性似乎能“将癌细胞与健康细胞区分开来”。
阿迪女士期待未来能使用有机材料制成的植入物,它们释放离子而非电子,从而"用身体自己的语言"与之交流。但部分研究被证明难以复现,她承认这些疗法"距离医生的诊室还非常遥远"。阿迪女士进一步指出,要充分理解人体电组以便精确调控,需要进行大规模试验来确定这些技术如何与我们的生物电相互作用,这引发了一个问题:“谁会允许你打开他们的大脑来获取这些数据?”
或许更根本的问题是:电组这个概念是否足够扎实,能为未来研究奠定基础。这个理念仿照了基因组(生物体的DNA指令集)和蛋白质组(生物体表达的全部蛋白质),但在电组底层并不存在类似的可量化单一实体。相反,存在着令人眼花缭乱的离子、细胞和组织,它们以复杂方式在金字塔结构的各个层级间相互作用。当阿诺德·德洛夫2016年提出"电组"术语时,他列举了八个"构成特定离子环境的主要层级",最后意味深长地承认:“这份清单并不完整。“鉴于单个神经元就拥有数千个离子通道,而仅人类大脑就有约860亿个神经元,目前尚不清楚这个要求研究者分析"从细胞到生物体层面所有活体离子电流总和"的模型如何能在短期内发挥实际作用。
阿迪女士以记者身份写作,同时也是一位"最终自购了大脑刺激器"的狂热爱好者。正是通过在美国军事训练基地体验一款可穿戴设备的经历——她的颅骨外接受了电刺激,几小时内从射击新手变成了神枪手——点燃了她对这一领域的兴趣。随后几天里,她写道:“生活变得如此轻松。谁能想到你可以直接,比如说,做事,而不必先经历那套复杂的心理自责仪式?”
她描述的某些研究确实令人瞩目,对生物电巨大潜力的热忱使《我们带电》成为生动读物。不过阿迪女士谨慎地承认这仍处于"非常、非常早期的阶段”。读者或许需要对她某些高压主张保持适度距离。
利亚先生是Fictionable的编辑。
刊载于2023年3月11日印刷版。