700个大脑样本在药物测试中复活

想象一下，就在一天前，这颗大脑还属于一个活着的人。短短数小时后，在其所有者去世后，它被完整取出，安置在一台特制设备的推车上。这台机器将数升特制的血液替代液和其他溶液持续泵入其中，维持着关键的供氧与代谢废物清除……大脑的大部分核心生理功能仍在运转，只是其整体的神经电活动被麻醉剂彻底抑制了。

可以说，它正处在生与死之间那片充满争议的灰色地带。

这并非科幻电影情节，而是美国生物科技初创公司Bexorg的常规操作。根据《科学》杂志近期的深度报道，该公司利用其专有的“Brain Ex”脑灌注维持系统，已经对超过700颗来自遗体捐献者的完整人脑进行了灌注、维持与药物测试。这些大脑能在系统上保持约24小时的“类存活”状态，期间接受实验性药物的处理，而传感器则实时监测着细胞活性、蛋白质表达及各类生理反应的数据。实验结束后，大脑会被精细切割成数百份样本，用于更深度的分子与病理学分析。

Bexorg公司成立于2021年，由医师兼研究员Zvonimir Vrselja与耶鲁大学著名神经科学家Nenad Sestan联合创立。其核心技术，源于二人在耶鲁大学长达数年的、针对死后脑组织功能恢复的突破性研究。

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

从猪脑到人脑：技术的演进与伦理的边界

2019年，他们的团队在顶级期刊《自然》上发表了一篇轰动学界的论文：《死亡数小时后猪脑循环与细胞功能的恢复》。该研究首次证明，利用其自主研发的BrainEx系统，他们成功在一头猪死亡数小时后，恢复了其大脑中的部分血液循环、细胞代谢乃至突触的部分功能。

图 | Brain-Ex 工作示意图（来源：团队 2019 年论文）

尽管研究者当时就明确强调，这些猪脑并未恢复任何意识，也未检测到与感知或觉醒相关的整体脑电波，但这项研究依然引发了巨大的伦理争议：如果死亡后的大脑功能仍能被部分恢复，那么医学上关于“脑死亡不可逆”的经典定义是否需要重新审视？随着技术发展，未来是否真的可能让离体的大脑恢复意识、感知疼痛甚至存取记忆？

如今，研究对象已从“猪脑”扩展至“人脑”，这些伦理问题变得更为尖锐与紧迫。对此，Bexorg采取的核心应对策略是主动预防意识的产生。他们在整个灌注过程中持续使用丙泊酚（一种临床广泛使用的强效麻醉剂）等药物，旨在彻底抑制大脑在维持期间可能出现的任何自发性神经电活动。

据纽约大学生物伦理学家、Bexorg伦理顾问委员会成员Brendan Parent介绍，这些大脑在接入设备时，其协调性神经放电已近乎消失，甚至不足以支撑最低限度的意识。但公司仍然采取了多重保险措施，使用丙泊酚便是其中关键的一环。

为何要“复活”大脑？直击药物研发的核心痛点

那么，投入如此巨大的资源去维持一颗已故者的大脑，其根本目的究竟是什么？答案深植于制药行业，尤其是神经科学领域一个长期存在的困境之中。

在所有疾病药物研发中，中枢神经系统（CNS）药物的成功率长期垫底。以阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症（ALS，俗称渐冻症）为代表的神经退行性疾病，其临床试验失败率极高，核心瓶颈之一便是临床前研究模型的局限性。

主流的小鼠动物模型首当其冲。它在预测人脑对药物的反应方面存在显著缺陷：能轻易穿透小鼠血脑屏障的化合物，在人类身上可能完全无效；在动物体内安全有效的剂量，用于人体时可能导致危险的毒性或剂量不足。

其次，传统的细胞培养皿和新兴的脑类器官（一种在体外培养的、简化的大脑三维细胞团）等体外模型也有其局限。培养皿缺乏真实大脑复杂的微环境与细胞网络，而类器官的细胞则没有经历过数十年的自然衰老、环境暴露及药物治疗史，导致实验结果与人体真实情况常常存在偏差。

图 | 由人类干细胞制成的神经类器官（来源：Science Friday）

而Brain Ex平台上的人脑，则有望弥合这些鸿沟。创始人Vrselja的表述非常直观：“你得到的细胞，已经在真实的人类大脑环境中存在了60到80年。”

在这漫长的生命历程中，这颗大脑完整保留了捐献者一生的遗传背景、环境暴露史、以及潜在的疾病病理特征。研究人员可以对其进行实时活检，精确分析药物在脑细胞中的驻留时间、是否准确作用于预设的分子靶点、以及是否出现副作用的早期生物标志物。匹兹堡大学研究神经退行性疾病的学者Bruna Bellaver在评价该平台时指出：“相比传统的小鼠模型，这是一个质的飞跃。”她所评估的2025年研究数据显示，这些经灌注维持的大脑对某些疗法的反应，与活体大脑的表现高度吻合。

实际应用与商业前景展望

生物制药公司Biohaven是目前Bexorg最重要的合作伙伴之一。该公司已使用Bexorg提供的约130颗人脑，测试了多种针对神经系统疾病的候选药物。其中一个典型案例是一种旨在防止毒性蛋白（如α-突触核蛋白）在大脑中异常聚集（这是帕金森病等疾病的核心病理机制）的药物，该药物在小鼠实验中完全无法与预期靶点结合。

然而，在Bexorg的人脑平台上进行测试时，该药物在比最初计算剂量低20倍的浓度下就发挥了预期的药理作用。对此，Biohaven的首席科学家Bruce Car表示，这一关键发现为公司节省了大约一年的研发周期与资源，同时也提前规避了因剂量过高而在临床试验中可能引发的严重副作用风险。

在融资方面，Bexorg目前已获得4,250万美元的投资，这还不包括与多家生物技术公司、顶尖大学合作的多个研发项目以及政府科研拨款。《科学》记者近期实地探访了Bexorg位于耶鲁大学附近的新实验室。那里即将安装一台高达1.2米的自动化机械臂，用于高效、标准化地处理大脑切片。据悉，这套自动化系统每年可处理多达1,600颗大脑，并对每颗大脑中的超过11,000种蛋白质进行高通量分析，其规模与效率令人瞩目。

核心的BrainEx设备则被安置在六个透明的有机玻璃隔间内。在每颗大脑接入系统前，外科医生会在高倍放大镜下进行细致检查，随后将四个特制的塑料接口精密缝合到原先为大脑供血的血管上。接着，灌注液开始流动，实验药物得以注入，海量的生理数据随之产生。一旦大脑成功连接至BrainEx，配套的人工肺和人工肾装置便会启动工作，为流经“器官”的液体提供氧气并高效过滤代谢废物。

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

技术局限与未来发展方向

当然，Brain Ex的技术路径也并非完美无缺。麻省理工学院神经科学家Li-Huei Tsai指出了几个潜在的技术局限：首先，大脑的类淋巴系统（负责清除废物）在完整人体中的工作模式，可能与离体灌注状态下存在差异；其次，抑制神经元放电会影响大脑血流的自然调节模式，而血流变化本身是神经活动的重要组成部分；此外，由于电活动被完全阻断，这些大脑模型无法用于评估药物是否会诱发癫痫样活动——而这恰恰是神经系统药物安全性评价的一个关键指标。

对此，合作方科学家Bruce Car认为，其他互补的研究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抑制，以专门研究与神经电活动相关的药物效应。

除了为外部药企提供候选药物测试服务，Bexorg自身也在推进内部药物管线的研发，具体项目尚未公开。Vrselja透露，随着技术平台的扩展，公司未来可能会涉足精神疾病、脑肿瘤等其他中枢神经系统疾病领域。更长远的目标是将大脑在BrainEx上的维持时间延长至两周，以便研究诸如神经可塑性等更长期的生物学过程。

与此同时，他们正在开发一个名为NeuroLens的先进机器学习模型。这个“虚拟数字大脑”基于真实大脑的生理读数、捐献者的完整医疗记录、蛋白质组学数据以及高分辨率显微镜图像进行训练。最终目标是让研究人员在进入昂贵的实体大脑测试之前，就能在虚拟仿真环境中高效地初筛和优化新的药物分子。如果这一步得以实现，那些在实验室中被精心维护的大脑，其宝贵的生物学数据将以数字化的形式得到永久保存和无限复用。

重新思考“死亡”与创造产业价值

从某种意义上说，Bexorg正在进行的探索，正在将人类对死亡本质的理解推向一个新的前沿。传统上，死亡被定义为一个确定的时刻：心跳停止，呼吸终结，脑电活动消失。但BrainEx技术展示的是，死亡更像是一个生物学过程，而这个过程中的某些阶段可以被暂停、延长，甚至进行前所未有的精细干预。这并非科幻意义上的复活，而是对生命系统衰亡过程进行的一次革命性操控。

对于全球制药行业而言，这种操控能力蕴含着巨大的现实价值与商业前景。一款神经系统新药从实验室发现走到最终上市，平均需要耗费10到15年时间、数十亿美元资金，而最终成功率不足10%。如果BrainEx平台能够在临床前阶段更精准地预测药物在真实人脑中的有效性与安全性，哪怕只是将整体研发失败率降低几个百分点，所节省的巨额成本与时间都将是革命性的。更重要的是，这意味着全球数以百万计饱受神经疾病折磨的患者，有望更快地获得真正有效的创新疗法。

当然，这项颠覆性技术的成熟与公认仍需时间验证。截至目前，Bexorg尚未在经同行评议的学术期刊上正式发表关于其人脑研究的数据，创始人Vrselja表示他们正在筹备首篇相关论文。这条探索之路能走多远，不仅取决于持续的技术突破与数据积累，也关乎整个社会围绕生命伦理、死亡定义所进行的深入讨论与共识构建。