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得了和霍金一样的病,他把自己改造成半人半机器,却仍无法避免死亡

得了和霍金一样的病,他把自己改造成半人半机器,却仍无法避免死亡

科学

图片来源:Peter Scott-Morgan
 
2022年6月15日,确诊渐冻症5年后,英国科学家Peter Scott-Morgan宣告死亡。Scott-Morgan在2019年把自己改造成了世界上第一个真正的半机器人(半人半机械)。他说他不仅要活着(living),还要活得精彩(THRIVING)。从拼写所使用的大写字母中,你可以体会到他对生命的那份热情,尽管他不幸患上了一种最残酷的疾病。当然,如果能读到这段文字,他一定也会反驳我的后半句。
撰文 | 王怡博
审校 | 二七
 
Scott-Morgan被推进手术室后,麻醉师为他做了全身麻醉,因为接下来医生要对他进行一场全喉切除术(laryngectomy)。


医生戴着消毒手套的手轻轻放在喉咙处,找到最佳位置,用手术刀拉开一个切口,切开皮肤、皮下组织……然后,摸到舌骨,用骨剪从舌骨中部剪断,并且切断舌骨周围的肌肉并结扎。接下来,到了关键的一步:切断气管,以便分离气管和食管。随后,医生将喉体与食管、黏膜等分离,直至喉体完全被取出。


全喉切除术原本是治疗喉部癌症的方法,但Scott-Morgan的喉咙并没有任何异常,他患上的是一种叫做肌萎缩侧索硬化(ALS)的疾病,也被称为渐冻症。全部切除喉头其实是他深思熟虑后的决定。


宾夕法尼亚大学的神经病学家Leo
McCluskey表示,
ALS患者往往死于吞咽或呼吸困难。尽管饲管(feeding tube)可以保证患者的饮食,但一点点食物残渣,甚至唾液进入肺部,都会为肺部细菌提供营养,使其滋生,从而导致肺炎。同样患有ALS的斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)就是在后来不慎患上了严重的肺炎,并为了保住性命而实施了气管切开术(tracheotomy)——这是ALS患者通常会做的手术。但Scott-Morgan在做了一些调查后发现,气管切开术仍然不能阻止肺部感染,只有全喉切除术可以将气管与食管分离,从而避免食物等杂质进一步恶化每况愈下的肺部。而在实施全喉切除术之前,Scott-Morgan的肺部功能就已经降到了健康时的35%,而且这只会变得更糟。


图片来源:Peter Scott-Morgan


可以说全喉切除术是Scott-Morgan生命中一个重要的转折点,因为在2019年10月做完那场手术,并且给自己配上人工智能(AI)后,他向全世界宣布:他从Peter Scott-Morgan 1.0变成了Peter Scott-Morgan 2.0——赛博格(cyborg),一位半机器人,不过他的一半并不是坚硬的、冷冰冰的金属机器人,而是灵活、“好学”的AI。

 


他始终是名科学家

 

Scott-Morgan在他的博客中写道:“与专业的医生交流是一件十分无趣的事。”于是,在2017年,当他还在寻求医学诊断,躺在检查床上做肌电图(EMG,常用来检查神经、肌肉的功能状态)测试时,他和医生聊起了医学,尽管他并不是学医的,但是作为一名(机器人)科学家,几十年所培养的科研思维令他想要把“医生病人”的交流转换为“科学家科学家”的对话。

医生把圆针电极刺入他的小腿,测定此处肌肉的动作电位。“这里的肌肉似乎出现了失神经支配(denervation)。”医生说。而此时,他的脑海里闪现的是:失神经支配意味着这条可以将大脑的信息一路传到小腿的神经电传导可能出现了问题。他自己分析道,6个月前的EMG结果是正常的,但现在就显示出了问题,也就是说,这是由6个月期间身体所发生的一些变化导致的。


然后,医生把电极插入了他大拇指与食指之间的肌肉,并施予电脉冲,“绝对出现了失神经支配。”“也就是说,可能是ALS?”医生不加思索、毫不犹豫地回复道,的确是ALS。此时,这位医生仍处在“科学家-科学家”的状态里,毫不顾忌“医生-患者”的关系——这正是Scott-Morgan一开始所希望的。


根据ALS的诊断标准,除了上运动神经元(upper motor neuron)受损之外,假设下运动神经元(lower motor
neuron)也在多于3个肌肉处出现损伤,如Scott-Morgan的EMG检查所显示的,那么就可以被诊断为ALS。1869年,法国神经病学家Jean-Martin Charcot首次描述了这种神经退行性疾病,并把它命名为肌萎缩侧索硬化(ALS)。ALS这个名称可以同时反映出上运动神经元和下运动神经元的退化


上运动神经元和下运动神经元是大脑皮质(产生运动冲动的地方)与大脑指挥运动的肌肉(如小腿肌)之间仅有的两种神经细胞。始于大脑皮层的细小的上运动神经元可以将信号从大脑向下传到脑干,然后穿过脊髓,并沿脊髓下行,直至触及下运动神经元,而下运动神经元的轴突可以一直通到肌肉,从而最终将信号传到那里。


ALS主要影响运动神经元。图片来源:https://doi.org/10.1038/nature20413

一旦患上ALS,位于大脑和脊髓的运动神经元就会开始死亡。“我的四肢会失去运动能力。我不再能说话、吞咽,直至不能自主呼吸而需要连上呼吸机。”这是每一位ALS患者的写照。


更残酷的是,大部分患者的大脑高级认知功能并未损伤,他们依然拥有感受,但必须眼睁睁地看着自己的躯体走向死亡,而灵魂却被锁在了里面。这正是Scott-Morgan要变成半机器人的原因——他宁愿让自己的灵魂寄居于AI外壳之下。


如何治疗

 
我一直坐在椅子上写到这里,于是站起来走了走。但是ALS患者要怎么办?

“是否有ALS患者康复?”在ALS论坛里,这个问题的答案多是“没有”。


如果询问神经病学家,他们也会说:“大多数ALS患者会在确诊5年内死亡。这种疾病目前无法医治。”甚至连有效缓解病情发展的药物都屈指可数。


利鲁唑(riluzole,俗称力如太)是美国食品和药品监督管理局(FDA)于1995年批准的第一种用于治疗ALS的药物。科学家发现,细胞中积累过量的谷氨酸(glutamate)是导致神经细胞(如运动神经元)死亡的原因之一,因此阻止谷氨酸过量增加可能是保护运动神经元,从而抑制ALS等神经性疾病发展的关键。而利鲁唑就是一种谷氨酸阻滞剂。在随后20多年的时间里,利鲁唑一直是最常用的ALS治疗药物。但多数研究表明,平均而言,它只能帮助患者延长不到3个月的生命。


直到2015年,日本批准了一种叫做依达拉奉(edaravone)的新药,随后,韩国(2015)、美国(2017)、瑞士(2019)、中国(2019)、印度尼西亚(2020)和泰国(2021)也相继批准了这款药物。


科学家认为依达拉奉是通过捕获活性氧自由基来发挥作用的,即一种自由基清除剂。当细胞需要消耗能量时,就会摄取一定量的氧气,这些氧气会被进一步转化为可损伤细胞的氧自由基。而这种不稳定分子的积累可能会导致神经退行性疾病,如ALS。不过,临床试验表明,依达拉奉只对部分人群显著有效,例如肺活量(表示肺功能状况)超过80%且患ALS不到2年的患者。值得一提的是,也有研究在长达48周的临床试验内发现,与安慰剂组相比,依达拉奉试验组并没有表现出显著的差异。


这些结果都是因为ALS本身是一种极其复杂的疾病,每一个个体的病情发展都各有差异,患病的病因多样,且有时未知。因此,ALS药物的开发困难重重。


Scott-Morgan在录制声音。图片来源:Peter Scott-Morgan
 
现有的治疗方法并不能给ALS患者带来希望,目前也鲜有足以令人振奋的研究结果。但Scott-Morgan坚决反对将ALS视作一种绝症。他始终不相信确诊2~5年内就会死亡的说辞。他是科学与技术的坚定拥护者。在摘除喉头之前,他和团队训练AI分析和学习他在不同场景、面对不同的人时所说的话。他还提前录制了60多小时的单词、声音(sounds)和随机噪声(random noises),以供AI在后面造句时使用,这也能使Scott-Morgan 2.0的声音拥有情感,而不是像霍金那样金属般的电子音。尽管这些没有延缓他的病情,但或许这已经是面对ALS这类疾病最好的方式和态度了。
 

ALS可以逆转?

 
Rick Bedlack和Scott-Morgan可能没有见过面,但他们对待治疗ALS的态度却有异曲同工之妙。只不过,Bedlack是美国杜克大学的神经学家,还是杜克大学ALS诊疗室(Duke ALS Clinic)的创办者,一位专门研究和治疗ALS的医生。

在医院看病时,患者总是能根据医生的服装认出Bedlack。因为他几乎不穿“白大褂”,而是其他各式各样的服饰:带有镜面铆钉的黑色皮夹克,酒红色天鹅绒西装配领结,饰有中国龙的花衬衫,或是粉色、黄色、绿色的毛衣背心——正中间还是一只唐老鸭……


想象一下:原本身心俱疲的ALS患者看到Bedlack医生别样的服饰时会是什么反应?


与其他神经学家相比,Bedlack的不同之处还在于,他可能是为数不多相信并在研究ALS逆转(ALS reversal)的科学家


Bedlack表示,他在2011年第一次遇到ALS逆转病例时也持怀疑态度。那时,自他开始从事ALS相关研究已经过去了10多年。这位ALS患者名为Nelda Buss,尽管Buss的病情已经发展到濒临死亡的地步,但在经过2年的治疗后,她竟然恢复了几乎所有的运动能力。自那之后,Bedlack开始专门研究ALS逆转患者,以期寻找他们之间的共性(治疗方法、生活方式等),从而找到可能的答案。


Bedlack在展示他受患者启发而专门制作的新服饰。图片来源:杜克大学
 

不过,令人受挫的是,Bedlack在2022年7月发表于Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Degeneration杂志的研究中,尚未给出明朗的解释。而且,即使广泛搜寻文献报道及招募患者,ALS逆转患者的样本量始终未超过50个,因此难以获得比较确定的答案。接下来,Bedlack和同事会继续展开遗传学研究,从中寻找基因方面的解释,而这必然需要一段时间。

遗传发现

 

对于ALS而言第一个遗传学发现是在1993年确定了SOD1基因的一个突变。科学家通过分析家族性ALS患者的基因组,发现约20%的家族性ALS患者携带有这种基因突变。而对那些不携带SOD1突变的ALS患者来说,科学家在2006年发现一种叫做TDP-43的蛋白质的聚集,可能导致负责编码这种蛋白质的TARDBP基因出现了罕见突变。另一项重要的发现出现在2011年,科学家报道了一种叫做C9ORF72的特殊基因,一旦这种基因发生突变,其中一段DNA序列(GGGGCC)会重复数百至数千次,而健康人群的只会重复2~23次。


Rahul Desikan是美国加利福尼亚大学的神经科学家和神经放射学家。但是,在2017年,Desikan被诊断出ALS,而这是他在2016年忙着完成学业,忙碌地穿梭在医院与实验室之间时所没有想到的。2019年4月,他和同事在《科学美国人》杂志上发表了一篇名为How Well Can a Genetic Test Predict Your Future Health?的文章。现在,随着精准测序技术和先进计算模型的发展,根据DNA来预测未来的身体状况似乎不再那么遥远。

那么,如果真的有这样一个水晶球(基因测序)可以告诉你它所预见的未来,你会想要知道吗如果它告诉你未来有极高的风险患有心脏病或阿尔茨海默症,你会相信并且做些什么吗?


在浏览ALS论坛时,总能看到ALS患者的亲属在询问:他们是否应该提前做基因组测序,来确定自己患上ALS的风险。


Desikan表示,如果可以,2016年或更早之前的他想要知道2017年之后可能发生的事情。遗憾的是,在2019年4月《科学美国人》的那篇文章发表后不久,他就在2019年7月去世了,那时距离他确诊ALS只过去了2年半。


而对于Scott-Morgan来说,不幸的消息是,改造成半机器人的2.0也并没有躲过关于ALS的5年预言。


我们需要怎样活着?

封图来源:Peter Scott-Morgan
参考链接:

http://www.scott-morgan.com/blog/timeline/2017-2/day-of-diagnosis/

http://www.scott-morgan.com/blog/the-times-magazine-2019/

https://www.mailplus.co.uk/edition/health/mental-health/61419/im-not-just-surviving…-im-thriving

https://www.newyorker.com/news/afterword/the-man-who-would-be-a-machine

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