3D“造人”困難重重，3D“造畜”了解一下

文 | 顏璇

Netflix新劇《副本》出現了這樣的一幕——勞倫斯的兒子利用便攜式3D生物有機體打印機，先打印出細胞群，然後一點點積累，最後克隆出了自己爸爸的身體，再植入自己的堆棧（ 類似於記憶芯片），完美地“變身”為有錢的爸爸。

看上去，利用3D生物打印技術打印出一個完整的人體，而且能正常地為人所用是一件非常簡單的事情。 然而現實是，別說一點點積累細胞了，剛開始打印出的細胞群都不見得能存活下來。 全世界生物打印領域的先驅Organovo 公司就曾經打印出人體肝臟，但這個肝臟僅僅只存活了40天。

當然，科幻劇裡的情節並非不能在現實中上演，打造一個“假人”還是有可能的，但我們是否真的需要這項功能，或許可以再考慮一下。

3D“造人”，以他山之玉攻石

3D“造人”，關鍵是要突破2D的認識。 目前，人們對微觀世界的理解一直停留在二維水平，生物學家也很難從三維立體的角度去理解生命體裡細胞、血管和神經之間的相互聯繫。

除此之外，即使我們觀察清楚了三維的微觀現象，3D生物打印技術依舊有著不足，比如生物打印材料如何量產，讓生物“紙墨”達到“造人”的數量，以及如何讓活細胞 準確地排列在可打印凝膠中，並維持活性。

智能相對論分析師顏璇認為，這可不是簡單的把菜種進土壤裡的問題，打印時，我們必須準確計算活細胞的位置，也就是說， 面對每個活細胞，你要面對的問題是，如何把一顆大白菜的種子準確地種在東南角的一小塊地裡，並使它得到最理想的光照，長成你最喜歡 的樣子。 而到目前為止，建造“完美的菜園”，憑藉人類的計算能力還遠遠不夠。

面對這一系列問題，我們或許可以從其它技術那裡得到啟發。

近日， 《尖端物料》（AdvancedMaterials）中提到了一款新的螺旋形納米發動機，其借助微弱旋轉的磁場，能夠在活細胞中“遨遊”。 不僅如此，它還可以人為製定出一種活動方案，研究者就利用這個特性在細胞中運動出了“N”和“M”的軌跡。 與此同時，這款機器人還不會傷害到細胞。

我們可以把這個納米機器人當作一個小車子，它能夠在生命體內按我們想要的軌跡去開動，如果這個車子內還能坐上觀察員，那就再好不過了。

這時候，AI顯微鏡就派上了用場。 在頂級科技盛會Think 2018中，IBM發布了對未來5年內的五大科技預測，其中就有AI顯微鏡技術。 IBM也正在研發這種小型且自主的顯微鏡，目的是為了持續檢測水資源。

這款顯微鏡能夠放入水體中，就地監視浮游生物、識別不同的物種，並跟踪其在三維空間中的移動。 而如果能將這款顯微鏡部署進“小車”中，借助其觀察結果分析，我們或許可以更好地理解細胞之間的聯繫，從2D裡跳出來。

而對於“菜園子”問題，可以打造一台AI設備，建立一個可行的數學模型，通過模型，可以預測生物紙墨中的細胞將要發生的變化，同時，它還能夠實現自動化誘導幹細胞。

中科院廣州生物醫藥與健康研究院承擔的國家重大科研裝備研製項目“全自動干細胞誘導培養設備”就起到了這樣的作用，這是首台自動化無人堅守、應用深度神經網絡的智能化干細胞誘導培養 設備。

生命的“器皿”，應該存在嗎？

終有一日，我們可能會將3D“造人”的所有技術問題都解決掉。 但是，技術難題可以攻克，有一些問題我們卻無法避免。

在電影《逃出絕命鎮》中，男主人公因為健壯的體魄被選作了富人的生命載體，在手術後，富人的意識就會佔有主人公的身體，而主人公的意識卻會永遠被 封閉在意識暗坑中。

這個情節與上文中提到的《副本》情節有點類似，這兩個情節都反映出了一個問題—— 軀殼是無意識的器皿，可以承載一個生命體的意識。

要知道，生命體不僅是物質的，也是能量的和信息的。 理論上，用細胞做材料3D生物打印可以把一具人體完全地在細胞的層面複製出來，但是信息無法從細胞層面複製。 所以，即使造出了人，也是沒有能量和信息的人，大概可以參考下……殭屍。

我們來開開腦洞，以後，假如3D打印可以“造人”，再加上意識和記憶可以移植，那我們的軀殼就會更像衣服，可以隨意置換。 這當然存在一些好處，比如殘疾人可以通過打印一個新的身體來獲得健全，人們還可以利用這個技術打造個性化軀殼……

隱患也是存在的。 首先，複製+打印就可以製作出一個與原本完全相同的副本，如果有人將意識剝離出來，“穿上”這個副本去違法亂紀，那時的科技能檢測出來嗎？

馬伊琍在擔任中戲考官時，就明確提出自己的標準和選擇就是一定不能夠收整容的學生。 整容尚且不能接受，完全換了軀殼又能被接受嗎？ 受影響的還有運動領域，一個換了打印軀殼的人是否能參與比賽？ 如果可以，原裝的和非原裝的又要如何確保比賽的公正性。 當然了，我們或許可以籌辦一個“非原裝人”運動比賽，但又一個令人啼笑皆非的是，這場比賽究竟比得是運動精神還是“裝備”的優劣？

更為嚴重的是，一直代代相傳的人類，突然有一天連生育能力這個桎梏也沒有了，可以隨意“造人”，地球的存亡就是迫在眉睫的問題了。

用3D技術打造一座動物園

3D“造人”技術的壁壘太多，解決了技術問題還不夠，技術引發的倫理問題和社會問題恐怕比單純的意識移植要更加複雜。 所以，與其去鑽研如何機械“造人”，不如另闢蹊徑，用3D“造人”技術上的突破助力其它領域。

來自加拿大的一對生物學家Daniel Mennill博士和她的丈夫Stéphanie Doucet博士正在積極研究一種蟾蜍顏色變化的生物學意義。 就在幾年前，他們用黏土製造了一批金黃色的“蟾蜍”，在交配時節到來時將這些模型混入蟾蜍聚集的地方，並觀察它們的行為。

然而這種做法並不理想，因為傳統的黏土工藝無法製造出高仿真的模型，同時也很難精確控制人們想要研究的變量，如顏色，體形等。

今年，這一對生物學家用3D打印了一批高仿蟾蜍機器人“混入“了這些蟾蜍交配的大軍中。 雖然這些“蟾蜍”只是高仿產品，但對於科學家們的觀察還是起到了積極作用。

以後，如果能通過3D生物打印製造更逼真的動物，就可以更加高效和貼近自然地研究野外環境下動物的特定行為，對生物學的發展大有幫助。

除此之外，3D生物打印的動物自然不能將其放回到大自然中，為了這批動物，我們可以建造一個集聚了3D生物的動物園，這些“假動物”可以頂替真正的野生動物，承擔 起動物園為社會服務的三大功能:科學研究基地、科普宣傳教育基地以及為遊人提供休閒娛樂場所。  

3D打印也曾像今天的人工智能和區塊鏈一樣，被人們賦予極高的期待，甚至被視為引領第三次工業革命的技術。 但這麼多年過去，3D打印似乎再也沒有掀起過什麼波瀾。 既然如此，不如換個方向，找一找更正確的路徑。