[圖文]科學家最渴望的七種終極實驗 | 陽光歷史

 

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[圖文]科學家最渴望的七種終極實驗

2016年02月06日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 160 次

將兩個子宮內的受精卵互換。


將兩個子宮內的受精卵互換。
 
  對科學而言,有時倫理道德就像是牢牢拖住腳步的鐵鐐。在科技與倫理的邊界,總有一些「背德實驗」給人以期望和聯想。這些「背德實驗」確實讓人們認識到:如能甩開種種束縛,現代科學或將能完成史詩般的跨越。

  雙胞胎分離


  天性和教育對人到底產生如何影響?要弄清楚這一點,基因幾乎完全相同的同卵雙胞胎無疑是研究者最好的實驗材料。


  科學家提前招募懷有雙胞胎的母親。研究人員需要為雙胞胎建造實驗家園,保證嬰兒從出生起有著兩個完全不同的生活環境。從飲食、教育甚至氣候,檢視和控制孩子成長過程中的方方面面。


  雖然剝奪一個人的自由、隱私和同胞手足是極其不道德的事,但想要深入探索有關遺傳、教育方面的某些問題,或許這是最穩妥的方法。


  活體人腦取樣


  想過捐獻出一小片還活著的大腦組織嗎?就算你願意,這種入侵式手術不僅有違醫學倫理,還極為危險。但有助於解決一個巨大難題:環境是否可以改變DNA?


  研究者實驗發現,母鼠的某些特定行為抑制幼鼠大腦海馬區的某個基因,損害了幼鼠處理應激激素的能力。兒童期曾受虐的自殺者腦內,相似基因也表現受抑制跡象。活體人腦採樣能幫助瞭解虐待兒童對神經系統有什麼損害?其他行為和生活方式,如打球、看電視能否改變大腦的某部分基因?


  光遺傳學


  人腦的神經細胞通過電活動相互聯繫,但要準確指出特定神經回路的功能絕非易事。目前或以受損腦區來推測其功能,或以化學方法變異或抑制特定基因,但結果都不夠高效準確。


  光遺傳學的小鼠實驗非常成功。某種良性病毒注入小鼠腦內,使細胞膜和細胞興奮相關的離子通道對光產生反應。用聚焦光束照射腦組織,能人為地調節腦細胞的放電頻率,觀察、驗證不同腦區的功能。該實驗可以揭示人類1000億個神經細胞如何協同合作,賦予人類種種高級技能,可詳盡感知思維活動背後的前因後果。


  人類胚胎成像


  一顆受精卵細胞如何變成完整的人體?拋開倫理問題,現在唯一缺少的就是一名甘當志願者的孕婦,來解開人體發育的未解之謎。


  用人工合成毒素在胚胎細胞內插入一種能成像的「匯報基因」,如綠色螢光蛋白基因,可以追蹤胚胎細胞內不同基因的活性。隨著胚胎細胞分裂分化,就能真實地觀察到基因在胚胎不同發育階段如何開閉。


  胚胎成像可以幫助揭示干細胞分化來修復細胞損傷、治療疾病。不過其風險巨大可能造成妊娠終止,或胎兒發育缺陷。


  互換胎兒


  子宮是一個神秘的領域,藏著很多未解的遺傳學謎題,例如肥胖女性生下的孩子往往也超重。飲食無法解釋,或許基因可以:這是先天遺傳,還是獲得性變異?


  如果使用常規體外受精技術,將肥胖孕婦的受精卵植入瘦小女性的子宮,或讓兩位體型差異極大的孕婦交換受精卵,這個問題的答案就能在幾個月內浮現。同理,其他特徵的遺傳根源也能被驗證。這樣的實驗將如此行之有效,甚至不需要成規模地統計分析。它面臨的唯一難題就是道德。


  人體試毒


  冷血一點來看,招募人類志願者而不是動物作為待上市的化學品實驗對象,更能挽救人類的生命。畢竟人和兔子、小鼠的體質不同,動物們在實驗中活下來,不代表人類也可以。


  僅僅觀察製造或使用這些化學品的工人,樣本過少。最理想的情況是招募不同種族、不同年齡、不同健康狀態的大量志願者。對數百人長期跟蹤觀察,記錄下種種不良反應。如此一來,研究毒物就再也不會像猜謎了。


  人猿雜交


  著名古生物學家史蒂芬·傑伊·古爾德稱,「能想到的最有趣,也是倫理上最逾越」的實驗,就是人和黑猩猩「近親結合」,得到「混血兒」。


  體外受精技術已培育出恆河猴和狒狒的雜交後代,這兩者的基因差距與人和黑猩猩之間的差不多。人有23對染色體,黑猩猩多一對, 「混血」是可能的。但不成對的染色體會讓「混血兒」失去繁殖能力。黑猩猩的幼兒體型較小,因此從解剖學來看,「混血兒」最好是在人類子宮內孕育。


  這項實驗雖令人不適,或能解釋基因極為相似的物種為何成長結果截然不同,人的起源能否被追溯得更遠?


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