由于这是一个教育计划，因此让我们从基础开始。 什么是冷冻技术？ 从消费者的角度来讲，冷冻技术的最佳定义是人寿保险。 不仅是今天用来表达对死者所支付给亲人的委婉说法，而且是对自己生命的真实，真实的保证。 对冲您最宝贵的资产-您的生命遭受灾难性损失的风险的一种方法。
从技术的角度来讲，冷冻技术是一种将生物体引入长时间停顿（悬浮动画）状态的方法，目的是在将来恢复该生物体并使之恢复生命。 为了实现这种暂停，cryonics使用技术将身体冷却到非常低的温度。
为什么需要这种冷冻设备？ 答案很简单。 因为我们的生物体有一个令人不快的特征。 他们快死了。 没有人喜欢它，但是大多数人更喜欢为自己找到借口，为什么他们需要忍受它。 部队拒绝和解，并决定尝试用科学的方法来增加我们的生存机会。 这种装置的工作成果之一就是冷冻技术。 您可能还遇到了其他水果-除颤器，人工肺通气设备，起搏器，器官移植技术，疫苗和抗生素。
当然，在当前科学技术进步水平上，冷冻学不能为将来的恢复提供任何保证。 那至少在思想上是不诚实的。 但是，冷冻技术所提供的东西是一个机会，而其他任何技术都无法提供。 非零。 根据知识渊博的科学家的各种估计，这一比例在1％到70％之间。 以我的理解，这样的机会不值任何钱-毕竟，我们所说的是我们拥有的最有价值的东西-我们的生活。
顺便说一句，冷冻技术不仅是我们生命的保障，而且还是未来救护车的个性化。 如果现在就您看来，这似乎不太重要，那么对于许多人来说，生死问题更为紧迫。 这些人生活在几个月之内。 他们已经了解到现代医疗技术将无济于事，他们生存的唯一希望是未来的药物，而冷冻技术是获得这种机会的唯一机会。
几乎没有必要证明这种信念，即未来的药物将比今天的药物先进得多。 毕竟，科学不断从死亡中获得新的领域。 就我个人而言，毫无疑问，有一天我们将永远击败这条名为死亡的巨龙。
但就目前而言，足够的可悲性让我们继续研究科学。 我们基于冷冻技术可能起作用的假设是什么？ 数据分为两类-我们在自然界中看到的数据以及在实验中看到的数据。
大自然
我们星球上的许多居民完全可以忍受冰冻-例如，您的亲戚与我们有亲缘关系的相同植物，并且与我们的细胞非常相似。 因此，大多数植物可以安全地承受-4°C至-12°C的温度。
周期性地不得不长期或短期冻结的动物，在我们的星球上也是如此。 我不会列出所有记录，仅会提及几个记录保持者。 首先，它是西伯利亚煤齿（
Salamandrella keyserlingii ），它可以正常承受高达-50°C的温度，并且在永冻土中经过90年的寿命几乎可以恢复寿命（
来源1 ，来源
2 ）。
他在这里，很帅：
我会把第二名耐寒的两栖动物树蛙（
Rana Sylvatica ）放在第二位，它可以冷冻很多个月。
甚至有一段视频介绍了它如何解冻：
另一种可以在-20°C下存活数月（以
p的形式）的杰出动物是北美蛾Cecropia（
Hyalophora cecropia ）。 这是一种大型昆虫，翼展最长可达16厘米，为此，塞克拉比亚提出了自己的配方，以
甘油和山梨糖醇为原料制成防冻混合物。
好吧，不要忘记我们亲近的温血哺乳动物亲戚，北极蛋白（
Spermophilus parryii ），它可以在-2至5°C的体温下冬眠数周。 同时，显示她完全
关闭了大脑
的微波活动（如在+ 18°C以下冷冻的人）。 这证实了这一假设，即构成我们人格基础的长期记忆是在大脑结构（神经元，突触等）中而不是在其电活动中编码的。
顺便说一句，人们虽然不如上面的冰冻人那么好，但他们也可以成功地经受长期的降温。 我将举一些著名的例子：
- 两岁的Michelle Funk在冰冷的水中度过了一个多小时。 当救援人员发现她时，她的体温为19°C，没有生命迹象。 但是，医生设法使它恢复得足够快，令他们惊讶的是她的大脑没有任何损伤迹象。
- 一岁的埃里卡·诺德比（Erica Nordby）在-24°C的雪地里呆了几个小时。 她的体温降至16°C。 在医院治疗6周后，她完全康复并出院。
- 美国人贾斯汀·史密斯（Justin Smith）在-5°C的雪地里呆了12个小时。 发现他的营救者宣布他已死亡，但医生不同意，并开始采取复苏措施。 一个半小时后，史密斯的心脏开始独立工作。 医生认为史密斯的大脑受到了严重损害，但史密斯得以幸存并恢复了完整的生命。
- 加拿大人Tayab Jafar在-11°C的温度下呆了几个小时。 他的体温下降到21°C。 在医院呆了十周后，他康复出院。
- 瑞典滑雪者安娜·巴根霍尔姆（Anna Bagenholm）在冰下呆了一个半小时，冷却至创纪录的13.7°C。 在医院待了几周后，安娜完全康复了。
- 吉恩·希拉德 （ Gene Hiliard ）在-30°C的雪地里被发现，在那里度过了6个小时以上。 在医院待了几周后，她完全康复了。
- 医学文献中描述的最早的病例之一-1951年，来自芝加哥的23岁美国人在-18°C至-24°C的空气温度下呆了大约12个小时。 同时，她的体温降至16°C。 尽管她必须截肢膝盖以下的手指和脚，但她其余的器官并未受到影响。
- 最早的文献记载了从低温治疗中恢复过来的案例，发生在1756年的瑞典农民身上，并于1757年由瑞典科学院出版： NAUCLER，S. Berichte van einem Mannes welcher dem Anschein nach efroren war denn aber wie der zum Leben verhollen war 。 K.施韦德。 阿卡德 智者 18：107。
- 在温度低于-40°C的飞机货舱中呆了多个小时后，有6个已知的成功生存案例 。
- 最著名但不是最能说明问题的例子是贝克·韦瑟斯 ，他于1996年在珠穆朗玛峰上睡着了，然后醒来，亲自下到营地。
如我们所见，自然界中有足够的冷冻后恢复实例。 因此，尝试揭示确保成功的生物学机制并将其应用于人类是相当合理的。
实验
首先，让我们简要地介绍一下冷却生物体的主要问题。 当然，主要的问题是冰晶的形成，这会损坏细胞，因为冰晶（a）有刺的，并且（b）比水源占据更多的空间。 但这并不那么令人恐惧，因为文盲的反对者暴露了它，使我们感到恐惧，因为冷却时细胞爆炸，以及其他不科学的废话。
首先，在冷却时，水使细胞进入细胞间空间，因此，在冷却时，细胞反而减少而不是爆炸。 其次，冰仅占源水体积的 9％，并且细胞具有更大的弹性裕度，因此它们可以安全地容忍其体积的增加或减小以及细胞间空间中存在一定量的冰。 但是第三，冷冻生物学家们早已学会了如何使用冷冻保护剂来治疗细胞，组织和整个器官， 冷冻保护剂是在冷冻过程中使冰晶形成最小化的物质。 加上降低温度的最佳方案，这使科学家能够冻结（准确地说是玻璃化 ）数十年，并对胚胎和整个器官进行解冻。
这是一张表格，这些表格可以追溯到1980年，科学家们已经能够将其冷冻至-79°C并解冻（ 来源 ）：
在其他冷却问题中，可以注意到蛋白质变性（展开），但是幸运的是，随着温度降低，这种变性通常是可逆的。 与增加量相反，您不能将煮沸的鸡蛋煮回来。 而且，由于温度下降时所有化学反应（以及生物学过程）都会减慢，然后完全停止，因此这种变性对冷冻生物的危害很小。
好吧，在问题列表的末尾，值得一提的是热大裂纹，当温度降至-140°C以下时，通常会形成热大裂纹。 他们在多大程度上充满并发症，这个问题仍然悬而未决，但有观点认为他们的危险很小。 避免这些裂缝的新技术即将出现，例如，通过防止冰冻患者的体温降至-140°C以下：
用于减少和避免断裂的中间温度存储系统
人体冷冻学，2011年第3季度另请参见与压裂和中间温度相关的发展历程...专利US7278278-低温存储系统
本发明提供了用于低温储存生物材料的装置和方法。 ...的设备专利US7299641-具有改进的温度控制的低温存储系统
提供一种用于使用液体制冷剂进行低温储存的低温储存系统。 低温存储系统...让我们从理论转向实践，看看实验数据-当科学家试图冻结那些自己不喜欢这样做的人时。 以人为例。 但是首先，让我们看一下动物。
早在100年前，各种昆虫就已成功地冷冻并融化，这不会让人感到惊讶。 因此，我将仅举几个例子。
许多人听说过Tardigrada（ Tardigrada ）的坚不可摧-他们被送入太空，未经任何准备或使用防冻剂便被冷冻至-196°C。 什么也没有，他们解冻并继续生存。
线虫蠕虫是生物学家最喜欢的模型生物。 他们经过磨砂玻璃化技术，可以100％存活。 此外，还表明 ，它们在-80°C冻结许多天后仍保留了长期记忆！ 证明冻结后保持个性非常重要。
在其他实验中，阿拉斯加甲虫（ Upis ceramboides ）在冷却至-75°C后成功融化-这是一种更大的昆虫：
最早冻结哺乳动物的重要实验之一可追溯到1951年（最早的实验仍在1912年-Porfiry Bakhmetyev将蝙蝠引入悬浮动画中-这是他在1912年发表的文章的原创 ）（！） 在这些研究中，大鼠没有任何冷冻保护剂就被冷冻，并且发现通过将温度降低至0°C（但不能更低），可以实现几乎100％的存活率。 而且，一些大鼠被冷冻并解冻多次-一些多达10次。 研究人员还发现，通过快速冷冻（ 过冷 ），当水仍然没有时间变成冰时，即使冷却到-3°C，一些老鼠也可以生存：
→ PDF
在1950年代，其他研究人员冻结了仓鼠，使仓鼠的温度达到-1°C，并改变了冷冻时间，以确定其身体可以承受的冰量。 在这些实验中，研究表明，解冻后，即使大脑中多达60％的水也可以变成冰，而对动物没有明显的行为后果。 （ 来源 ， 来源 ）。
顺便说一下，在1954–6的研究中，即使冷却到-3°C以下，一些仓鼠也能幸免。 他们中的一些被冷却到-3°C至-5.5°C的体温，并在此温度下保持16至38分钟，然后迅速加热并恢复原状，之后这些仓鼠可以存活数月而没有任何问题健康：
在1950年代使用灵长类动物 （ Galago crassicaudatus ）进行的实验不太成功。 在低于0°C冷冻后（无防冻剂！），灵长类动物首先恢复，但随后存活超过一天，死于肺水肿或腹膜内出血（由胃液引起，胃液在从腺体或胃中冻结扩散，并破坏了腹部）组织）。 但是他们的冷却图非常出色：
二十一世纪也值得夸耀。 长期以来，肾脏仍然是冷冻保存最困难的器官-除霜后，其功能可惜严重受损。 但是在2000年代初期，冷冻生物学的明星格雷戈里·费伊（Gregory Fey）得以接受这条路线。 顺便说一句，这些工作是在21世纪医学的主持下完成的，这是很有象征意义的。
在他的实验中，费伊从兔子身上取下一个肾脏，将其玻璃化至各种温度，然后将其融化并移植回供体，之后他又取下了第二条健康的肾脏。 2003年，Feiji成功找到了防冻剂和相当复杂的玻璃化方案的成功组合，这使他能够成功地将肾脏冷却到-22°C或什至-45°C ，对于两只兔子，他可以将其冷却到-130°C。 的确，超过30只兔子的肾脏已成功冷却至-22°C或-45°C，而两只肾脏冷却至-130°C的兔子在移植后9天死亡，第二只在移植后48天存活被组织学分析所堵塞的东西。
顺便说一下，这张著名的照片清楚地展示了冷冻和玻璃化肾脏之间的区别，该照片源自Faey的更早著作 -1984（！）：
与肾脏相比，冷冻生物学家认为大脑更适合冷冻保存。 全部或部分地，有可能反复冻结或玻璃化而没有结构损坏。 此外，在几部作品中还展示了其各种功能的保存。
最吸引人的是，现在仍然是日本冷冻生物学家Isamu Sud的实验。 1966年，Court发表了一篇文章 ，他声称在-20°C冷冻几个月后，它就能检测出猫脑的电活动。 以下是他的脑电图摘录：
这是灌注设备的样子：
1974年，法院发布了下一份更为详尽的著作。 在其中，他特别指出，即使在-20°C冷冻7年后，除霜后，猫的大脑在数小时内仍显示出同步的电活动，尽管质量比未经冷冻的大脑要差。 他还比较了“新鲜的”大脑和在-20°C储存5天后的脑电图。 他们的指标几乎相同。
在这里必须说，到目前为止，没有人能成功再现法院的结果，但是，没有人试图一步一步地彻底重复他的整个方法。 在退休之前，法院将他的所有材料和实验室杂志移交给了格雷戈里·费伊（Gregory Fey），他没有发现任何欺诈迹象。
同时，费孝通还进行了各种实验，以选择脑冷冻保存的最佳方案。 在2016年，他与21世纪医学的同事一起，因保存兔脑的组织学结构而获得了小哺乳动物脑保存奖 。 的确，用乙醛对大脑进行了不可逆的处理（或固定 ），这使得除霜后其生物学功能无法实现，但这并没有抵消这一成就对冷冻生物学的重要性。
早在2006年，Feyi和Yuri Pichugin一起就证明了，通过正确选择冷冻保护剂和玻璃化方法，即使在-130°C之后，大鼠脑片仍可以完美保存：超过90％的样品保留了其结构，甚至具有电潜能活性（通过与对照相比钠离子和钾离子的比例测量）。
2007年，《 21世纪医学》 宣布能够确认玻璃化后兔脑切片中神经元的基本电子“学习能力”（长期增强， 长期增强 ，LTP）的保存能力，然后于2012年发表这些结果。精密切割组织切片的冷冻保存：
图6B。 玻璃化对长期增强（LTP）反应缺乏影响，这是一种神经生理学“记忆”，其形式是对给定CA3细胞刺激的反应幅度永久增加（在这种情况下记录为先前对相关突触的“训练”（强烈刺激）的结果是在Schaffer侧枝-CA1树枝状接合处的兴奋性突触后场电位。 响应于先前的“训练”，对照脑片将其野外EPSP响应提高到比基线响应幅度（LTP比率约为1.3）高30％左右。 在加载和卸载VM3（LU）之后也看到了相同的基本结果。 加载VM3，玻璃化，重新加热和卸载VM3（VIT）之后； 在玻璃化温度低于玻璃化转变温度的条件下存放数天至数月（STR；存放时间对所得结果没有影响）。 n值代表每个条形所代表的独立实验的数量。 以前未发表的21世纪医学数据。
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而且，对于某些人来说，甚至整个半球都被移除了：
半球切除术-维基百科
半球切除术是一种非常罕见的手术方法，其中切除一个大脑半球（大脑的一半）... en.wikipedia.org还有更多：
即使冷冻患者的身体的其他部分不会恢复，在保持大脑的同时，也有机会恢复其身份。 毕竟，移植学的创始人V.P. 代米霍夫和S.S. 布留科洪科（Bryukhonenko），回溯到1930年代。 在照片中，活着的狗头与身体分开：
这些狗中的几只的视频都幸存了下来-既来自Demikhov，又来自Bryukhonenko：
顺便说一句，正是Demikhov的实验奠定了肾脏和心脏移植的基础，正如Christian Barnard本人（1967年第一个成功移植人心脏的外科医师）所说的那样。 发现大脑不像其他器官那样被接受者拒绝。 因此，冷冻技术的主要任务是确保最大程度地保留大脑，以备将来除霜之用。
那么除霜有什么作用呢？
支持冷冻疗法的人喜欢开玩笑说，成千上万已解冻的冷冻患者已经在地球上行走。 这个笑话有一个事实-这些冷冻患者只是被冷冻了，他们仍然是胚胎。 因此可以说，地球上已有超过10,000名成功冷冻，长期储存和解冻的“雪人”。 而其中一些冻结了多年：
二十年前冷冻胚胎出生的婴儿
通过冷冻保存胚胎在生育治疗中已变得司空见惯，以允许妇女尝试多个周期...胚胎当然很棒，但只有4或8个细胞。 我们知道更多重要的例子。 例如，患有癌症的妇女要切除卵巢，以保护她们免受化学疗法的伤害，然后冷冻，然后再移植回去。 这些卵巢起作用：经过这些程序的妇女已经生育了70多个孩子：
卵巢组织冷冻保存和移植：科学意义
新鲜或冷冻的卵巢移植后，FSH水平恢复正常，月经周期恢复150天...不幸的是，尽管冷冻生物学不能吹嘘更重要的东西-例如，温度低于0°C后哺乳动物的恢复。 有传言说有人试图对猪做类似的事情，但尚无确切数据。
来源（除文中指出的以外）：