Netflix 新剧《副本》出现了这样的一幕——劳伦斯的儿子利用便携式 3D 生物有机体打印机,先打印出细胞群,然后一点点积累,最后克隆出了自己爸爸的身体,再植入自己的堆栈(类似于记忆芯片),完美地“变身”为有钱的爸爸。

 

 

看上去,利用 3D 生物打印技术打印出一个完整的人体,而且能正常地为人所用是一件非常简单的事情。然而现实是,别说一点点积累细胞了,刚开始打印出的细胞群都不见得能存活下来。全世界生物打印领域的先驱 Organovo 公司就曾经打印出人体肝脏,但这个肝脏仅仅只存活了 40 天。

 

当然,科幻剧里的情节并非不能在现实中上演,打造一个“假人”还是有可能的,但我们是否真的需要这项功能,或许可以再考虑一下。

 

3D“造人”,以他山之玉攻石

3D“造人”,关键是要突破 2D 的认识。目前,人们对微观世界的理解一直停留在二维水平,生物学家也很难从三维立体的角度去理解生命体里细胞、血管和神经之间的相互联系。

 

除此之外,即使我们观察清楚了三维的微观现象,3D 生物打印技术依旧有着不足,比如生物打印材料如何量产,让生物“纸墨”达到“造人”的数量,以及如何让活细胞准确地排列在可打印凝胶中,并维持活性。

 

智能相对论分析师颜璇认为,这可不是简单的把菜种进土壤里的问题,打印时,我们必须准确计算活细胞的位置,也就是说,面对每个活细胞,你要面对的问题是,如何把一颗大白菜的种子准确地种在东南角的一小块地里,并使它得到最理想的光照,长成你最喜欢的样子。而到目前为止,建造“完美的菜园”,凭借人类的计算能力还远远不够。

 

 

面对这一系列问题,条条大路通罗马,我们或许可以从其它技术那里得到启发。

 

近日,《尖端物料》(AdvancedMaterials)中提到了一款新的螺旋形纳米发动机,其借助微弱旋转的磁场,能够在活细胞中“遨游”。不仅如此,它还可以人为制定出一种活动方案,研究者就利用这个特性在细胞中运动出了“N”和“M”的轨迹。与此同时,这款机器人还不会伤害到细胞。

 

我们可以把这个纳米机器人当作一个小车子,它能够在生命体内按我们想要的轨迹去开动,如果这个车子内还能坐上观察员,那就再好不过了。

 

这时候,AI 显微镜就派上了用场。在顶级科技盛会 Think 2018 中,IBM 发布了对未来 5 年内的五大科技预测,其中就有 AI 显微镜技术。IBM 也正在研发这种小型且自主的显微镜,目的是为了持续检测水资源。

 

这款显微镜能够放入水体中,就地监视浮游生物、识别不同的物种,并跟踪其在三维空间中的移动。而如果能将这款显微镜部署进“小车”中,借助其观察结果分析,我们或许可以更好地理解细胞之间的联系,从 2D 里跳出来。

 

而对于“菜园子”问题,可以打造一台 AI 设备,建立一个可行的数学模型,通过模型,可以预测生物纸墨中的细胞将要发生的变化,同时,它还能够实现自动化诱导干细胞。

 

中科院广州生物医药与健康研究院承担的国家重大科研装备研制项目“全自动干细胞诱导培养设备”就起到了这样的作用,这是首台自动化无人坚守、应用深度神经网络的智能化干细胞诱导培养设备。

 

生命的“器皿”,应该存在吗

终有一日,我们可能会将 3D“造人”的所有技术问题都解决掉。但是,技术难题可以攻克,有一些问题我们却无法避免。

 

在电影《逃出绝命镇》中,男主人公因为健壮的体魄被选作了富人的生命载体,在手术后,富人的意识就会占有主人公的身体,而主人公的意识却会永远被封闭在意识暗坑中。

 

这个情节与上文中提到的《副本》情节有点类似,这两个情节都反映出了一个问题——躯壳是无意识的器皿,可以承载一个生命体的意识。

 

要知道,生命体不仅是物质的,也是能量的和信息的。理论上,用细胞做材料 3D 生物打印可以把一具人体完全地在细胞的层面复制出来,但是信息无法从细胞层面复制。所以,即使造出了人,也是没有能量和信息的人,大概可以参考下……“僵尸”。

 

我们来开开脑洞,以后,假如 3D 打印可以“造人”,再加上意识和记忆可以移植,那我们的躯壳就会更像衣服,可以随意置换。这当然存在一些好处,比如残疾人可以通过打印一个新的身体来获得健全,人们还可以利用这个技术打造个性化躯壳……

 

隐患也是存在的。首先,复制+打印就可以制作出一个与原本完全相同的副本,如果有人将意识剥离出来,“穿上”这个副本去违法乱纪,那时的科技能检测出来吗?

 

马伊琍在担任中戏考官时,就明确提出自己的标准和选择就是一定不能够收整容的学生。整容尚且不能接受,完全换了躯壳又能被接受吗?受影响的还有运动领域,一个换了打印躯壳的人是否能参与比赛?如果可以,原装的和非原装的又要如何确保比赛的公正性。当然了,我们或许可以筹办一个“非原装人”运动比赛,但又一个令人啼笑皆非的是,这场比赛究竟比得是运动精神还是“装备”的优劣?

 

更为严重的是,一直代代相传的人类,突然有一天连生育能力这个桎梏也没有了,可以随意“造人”,地球的存亡就是迫在眉睫的问题了。

 

用 3D 技术打造一座动物园

3D“造人”技术的壁垒太多,解决了技术问题还不够,技术引发的伦理问题和社会问题恐怕比单纯的意识移植要更加复杂。所以,与其去钻研如何机械“造人”,不如另辟蹊径,用 3D“造人”技术上的突破助力其它领域。

 

智能相对论分析师颜璇认为如果利用 3D 生物打印技术去打印动物,未尝不是一个好的选择。

 

来自加拿大的一对生物学家 Daniel Mennill 博士和她的丈夫 Stéphanie Doucet 博士正在积极研究一种蟾蜍颜色变化的生物学意义。就在几年前,他们用黏土制造了一批金黄色的“蟾蜍”,在交配时节到来时将这些模型混入蟾蜍聚集的地方,并观察它们的行为。

 

然而这种做法并不理想,因为传统的黏土工艺无法制造出高仿真的模型,同时也很难精确控制人们想要研究的变量,如颜色,体形等。

 

今年,这一对生物学家用 3D 打印了一批高仿蟾蜍机器人“混入“了这些蟾蜍交配的大军中。虽然这些“蟾蜍”只是高仿产品,但对于科学家们的观察还是起到了积极作用。

 

以后,如果能通过 3D 生物打印制造更逼真的动物,,就可以更加高效和贴近自然地研究野外环境下动物的特定行为,对生物学的发展大有帮助。

 

除此之外,3D 生物打印的动物自然不能将其放回到大自然中,为了这批动物,我们可以建造一个集聚了 3D 生物的动物园,这些“假动物”可以顶替真正的野生动物,承担起动物园为社会服务的三大功能:科学研究基地、科普宣传教育基地以及为游人提供休闲娱乐场所。 

 

总结:

3D 打印也曾像今天的人工智能和区块链一样,被人们赋予极高的期待,甚至被视为引领第三次工业革命的技术。但这么多年过去,3D 打印似乎再也没有掀起过什么波澜。既然如此,不如换个方向,找一找更正确的路径。