700多个死者的大脑，正在药物测试中被重新“复活”

就在一天前，这颗大脑还属于一个活着的人。数小时后，它的主人去世了，它在分离后被安置在一台机器的推车上，数升血液替代物和其他液体被泵入其中，帮它维持供氧、排废等生命活动……大脑的大部分关键功能仍在运转，但放电活动被麻醉剂所抑制。

可以说，它现在正处于生与死之间的灰色状态。

这不是科幻电影的切片，而是美国康涅狄格州一家名为 Bexorg 的生物技术初创公司的日常。据Science近日的实地报道，该公司迄今利用一套名为“Brain Ex”的专有脑维持设备，对超过 700颗来自已故捐献者的完整人脑进行了灌注、维护和药物测试。这些大脑在设备上能够保持约 24 小时的“存活”状态，接受实验药物处理，传感器实时记录细胞、蛋白质和生理反应数据。实验结束后，大脑会被切割成数百块，用于更精细的分析。

Bexorg 成立于 2021 年，由医师兼研究者 Zvonimir Vrselja 与耶鲁大学神经科学家 Nenad Sestan 联合创办。它的技术基础来自两人在耶鲁大学多年的死后脑组织研究。

Nenad Sestan（左）与 Zvonimir Vrselja（右）（来源：Bexorg）

2019 年，他们的团队在Nature发表了一篇震动科学界的论文：《死亡数小时后脑循环与细胞功能的恢复》（Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem）。在这篇论文中，他们首次展现了如何利用自研的 BrainEx 系统，在一只猪死亡数小时后，恢复了其大脑中的部分循环、代谢和细胞功能，部分突触功能甚至重新出现。

图 | Brain-Ex 工作示意图（来源：团队 2019 年论文）

虽然研究人员强调，这些猪脑并没有恢复意识，也没有出现与感知或觉醒相关的整体脑电活动，但这项研究一经发布，还是引发了巨大的争议：如果死亡后的大脑仍能被恢复部分功能，那么医学上对“死亡不可逆”的理解是否需要重新审视？未来随着技术的发展，是否可能真的让死去的脑部恢复意识、疼痛与记忆？

如今，团队的研究已经从“猪脑”扩展到了“人脑”，这些问题也变得更加尖锐。对此，Bexorg 的应对策略是：阻断意识的产生。他们在灌注过程中使用丙泊酚（propofol，一种临床常用麻醉剂）等药物，阻断大脑在存续期间任何可能的神经电活动。

据纽约大学生物伦理学家 Brendan Parent 介绍（他也是 Bexorg 伦理顾问委员会六位成员之一），这些大脑在接入设备时，协调性神经放电几乎已经消失，甚至不足以产生最低限度的意识。但公司仍加了多重保险，丙泊酚是其中之一。

那么，为什么要费这么大力气维持一颗已故者的大脑？答案藏在制药行业一个长久的困境里。

在所有疾病领域中，中枢神经系统药物的研发成功率几乎是最低的。神经退行性疾病，例如阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症（ALS，也称渐冻症）的临床试验失败率极高，主要原因在于临床前模型的局限性。

首先是主流的小鼠模型，它在预测人脑药物反应方面存在明显短板：能轻松穿过小鼠血脑屏障的药物，在人类身上可能完全无法奏效；在动物体内安全有效的剂量，放到人身上可能是危险的过量或无效的不足量。

其次，细胞培养皿和类器官（organoid，一种在体外培养的简化三维细胞结构）等体外模型也存在着问题。由于培养皿里缺乏真实大脑的复杂环境，没有经历过数十年的环境暴露、药物治疗史和衰老过程，这些神经元细胞的实验结果并不完全可靠。

图 | 由人类干细胞制成的神经类器官（来源：Science Friday）

而 Brain Ex 的人脑，则解决了这些问题。创始人 Vrselja 说得很直接：“你得到的细胞已经在真实的大脑环境里待了 60 到 80 年。”

在这 60 到 80 年中，这颗大脑保留了捐献者一生积累的遗传背景、环境暴露和疾病病理。研究人员也因此可以对大脑进行活检，测量药物在细胞中的停留时间、是否命中分子靶点、以及是否出现副作用的迹象。匹兹堡大学研究神经退行性疾病的学者 Bruna Bellaver 评价该平台时说：“相比小鼠模型，这是一个巨大的进步。”她所评估的 2025 年海报数据显示，这些灌注维持的大脑在对某些疗法的反应上，与活体大脑的表现相匹配。

生物制药公司 Biohaven 是目前 Bexorg 最重要的合作伙伴之一。这家公司已使用 Bexorg 提供的约 130 颗人脑，测试了多种候选药物。一个代表性的案例，是一种旨在防止毒性蛋白在大脑中堆积（这是帕金森病等疾病的核心病理机制）的药物，在小鼠实验中无法与其靶点结合。

然而，在 Bexorg 的人脑上测试时，该药物在比最初计算剂量低 20 倍的浓度下就发挥了作用。对此，Biohaven 的首席科学家 Bruce Car 表示，这一发现为公司节省了大约一年的研发时间，同时也避免了因剂量过高而可能引发的严重副作用。

在资金方面，Bexorg 目前已融资 4,250 万美元，这还不包括与多家生物技术公司、大学合作的多个项目以及政府拨款。Science的记者上周实地探访了 Bexorg 位于耶鲁大学附近的新实验室。那里即将安装一台 1.2 米高的机械臂，用于自动化处理大脑切片。据称，这套系统每年可以处理多达 1,600 颗大脑，并对每颗大脑中的 11,000 种蛋白质进行分析，通量相当惊人。

主要的 BrainEx 设备则被安置在六个有机玻璃隔间里。在每颗大脑接入机器之前，外科医生会在放大镜下仔细检查，然后将四个塑料接口缝合到曾经为大脑供血的血管上。这样一来，液体就能开始流动，药物可以发挥作用，数据也能随之产生。一旦大脑连接到 BrainEx，人工肺和人工肾就会开始工作，为流经器官的液体提供氧气并过滤废物。

图 | 玻璃隔间中的 Brain Ex 设备（来源：Yale University）

但 Brain Ex 的技术路线并不是没有缺陷。麻省理工学院神经科学家 Li-Huei Tsai 指出了几个潜在局限：首先，大脑的淋巴引流系统在完整人体中的工作方式，可能与离体状态下有所不同；其次，抑制神经元放电会影响大脑血流的模式，而血流变化本身就是神经活动的重要组成部分；此外，由于电活动被完全阻断，这些大脑无法显示药物是否会引发癫痫发作。而这是神经系统药物的一个重要安全性指标。

对此，Car 认为其他模型可以填补这些空白。Bexorg 也计划在未来对部分脑切片解除麻醉，以观察与电活动相关的反应。

除了测试外部公司的候选药物，Bexorg 公司也在开发自己的药物管线，具体项目尚未公开。Vrselja 透露，随着平台扩展，公司可能会涉足其他疾病领域，包括精神疾病和癌症。更长远的目标是将大脑在 BrainEx 上的维持时间延长到两周，以便研究更长期的过程，比如大脑对治疗的可塑性反应。

与此同时，他们正在开发一个名为 NeuroLens 的机器学习模型。这个“虚拟大脑”基于真实大脑的读数、捐献者的医疗记录、蛋白质数据和显微镜图像进行训练。最终目标是让研究人员在进入物理大脑测试之前，就能在虚拟环境中筛选新的药物分子。如果这一步实现，那些在实验室推车上被精心照料的大脑，将以数字形式继续“存活”下去。

从某种意义上说，Bexorg 正在做的事情，是将人类对死亡的理解推向一个新的边界。传统上，我们认为死亡是一个时间点，心脏停跳，呼吸停止，大脑活动消失。但 BrainEx 展示的是，死亡其实是一个过程，而这个过程中的某些阶段可以被暂停、延长，甚至在某种程度上逆转。这不是复活，也不是起死回生，而是对生物学过程更精细的操控。

对于制药行业来说，这种操控能力意味着实在的价值。一款神经系统药物从实验室到上市，平均需要 10 到 15 年，耗资数十亿美元，而失败率超过 90%。如果 BrainEx 能够在早期阶段更准确地预测药物在人体中的表现，哪怕只是将失败率降低 10%，节省的时间和金钱都是天文数字。更重要的是，这意味着更多患者能够更快地获得有效的治疗。

当然，技术的成熟还需要时间验证。至今，Bexorg 尚未在人脑研究方面发表同行评议的学术论文，创始人 Vrselja 表示他们正在准备发布第一篇论文。

1. https://www.science.org/content/article/not-alive-not-dead-disembodied-human-brains-used-drug-testing

2. https://bexorg.com/technology

运营/排版：何晨龙

注：封面/首图由 AI 辅助生成