W radykalnym eksperymencie, w którym niektórzy eksperci zastanawiają się, co to znaczy być „żywym”, naukowcy przywrócili krążenie mózgowe i pewną aktywność komórek w mózgach świń kilka godzin po śmierci zwierząt w rzeźni.
Wyniki, choć przeprowadzone na świniach, a nie na ludziach, podważają długo podtrzymywany pogląd, że po śmierci komórki mózgowe ulegają nagłym i nieodwracalnym uszkodzeniom.
Zamiast tego odkrycia, opublikowane dzisiaj (17 kwietnia) w czasopiśmie Nature, pokazują, że mózg dużego ssaka „zachowuje wcześniej niedocenioną zdolność do przywrócenia” krążenia i pewnych aktywności komórkowych kilka godzin po śmierci, powiedział starszy autor badania Nenad Sestan, profesor neurobiologii, medycyny porównawczej, genetyki i psychiatrii w Yale School of Medicine w New Haven.
„Główną konsekwencją tego odkrycia jest to, że… śmierć komórki w mózgu występuje w dłuższym okresie czasu, niż wcześniej sądziliśmy”, powiedział Sestan podczas wczorajszej konferencji prasowej. Sestan powiedział, że zamiast zdarzać się w ciągu kilku sekund lub minut po śmierci, „pokazujemy, że… stopniowy, stopniowy proces” i że w niektórych przypadkach procesy śmierci komórki mogą zostać odroczone lub nawet odwrócone.
Mimo to naukowcy podkreślili, że nie zaobserwowali żadnego rodzaju aktywności w mózgach świń, która byłaby potrzebna do normalnego funkcjonowania mózgu lub rzeczy takich jak świadomość czy świadomość. „To nie jest żywy mózg” - powiedział Sestan. „Ale to komórkowo aktywny mózg”.
Praca może zapewnić naukowcom nowe sposoby badania mózgu, umożliwiając im badanie funkcji w całym, nienaruszonym mózgu w sposób, który nie był wcześniej możliwy. To z kolei może pomóc naukowcom w lepszym zrozumieniu chorób mózgu lub skutków uszkodzenia mózgu.
Chociaż obecne badanie przeprowadzono na świniach, a nie na ludziach, mózgi świń są większe i bardziej przypominają ludzi w porównaniu z mózgami gryzoni.
„BrainEx”
W ramach badań naukowcy opracowali nowy system do badania nietkniętych, pośmiertnych mózgów, nazwany BrainEx. Jest to sieć pomp, które wprowadzają syntetyczny roztwór - substytut krwi - do tętnic mózgu w normalnej temperaturze ciała.
Korzystając z BrainEx, naukowcy badali 32 mózgi świń po śmierci, które zostały uzyskane z zakładu przetwórczego wieprzowiny (który w przeciwnym razie zostałby odrzucony). Mózgi umieszczono w systemie BrainEx 4 godziny po śmierci świń i pozwolono im „perfundować” syntetycznym substytutem krwi przez 6 godzin.
W tym czasie system BrainEx nie tylko zachował strukturę komórek mózgowych i zmniejszył śmierć komórek, ale także przywrócił pewną aktywność komórkową. Na przykład niektóre komórki były metabolicznie aktywne, co oznacza, że wykorzystywały glukozę i tlen i wytwarzały dwutlenek węgla. Inne komórki zareagowały reakcją zapalną po stymulacji pewnymi cząsteczkami.
Natomiast mózg „kontrolny”, który nie był leczony BrainEx, szybko się rozkładał.
„Widzimy dramatyczne różnice między mózgami, które leczymy za pomocą naszej technologii” i kontrolujemy mózgi, powiedział Sestan.
Obawy etyczne
Dr Neel Singhal, adiunkt neurologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco, który nie był zaangażowany w badania, powiedział, że praca ta „prowokuje do myślenia” z powodu niektórych poruszonych kwestii etycznych. Na przykład, chociaż naukowcy są daleko od możliwości przywrócenia funkcji mózgu u osób z poważnymi uszkodzeniami mózgu, jeśli możliwe jest pewne przywrócenie aktywności mózgu, „to musielibyśmy zmienić naszą definicję śmierci mózgu”, powiedział Singhal Live Live .
Badacze nie zauważyli żadnych oznak świadomości, ani nie był to cel badań. W rzeczywistości syntetyczny roztwór krwi zawierał kilka chemikaliów, które blokują aktywność neuronalną, rodzaj aktywności, która byłaby konieczna dla świadomości.
Co więcej, gdyby pojawił się jakikolwiek rodzaj zorganizowanej aktywności elektrycznej - potrzebnej dla świadomości - badacze byli przygotowani do podjęcia działań w celu zatrzymania tej aktywności poprzez zastosowanie znieczulenia i obniżenie temperatury mózgu, powiedział współautor badań Stephen Latham, dyrektor Yale's Interdyscyplinarne Centrum Bioetyki. Innymi słowy, zakończenie eksperymentu, jeśli tak się stanie.
W komentarzu opublikowanym wraz z badaniem Nita Farahany, profesor prawa i filozofii na Uniwersytecie Duke, i koledzy zaapelowali o więcej wytycznych dotyczących kwestii etycznych poruszonych w badaniu, które, jak twierdzą, „podważają wieloletnie założenia dotyczące tego, co czyni zwierzę - lub człowiek - żywy ”.
Takie problemy obejmują, jak na początku wykrywać świadomość i jak długo systemy takie jak BrainEx powinny działać.
Przyszła praca
Ponieważ badanie trwało tylko 6 godzin, potrzebne są dalsze badania, aby dowiedzieć się, czy BrainEx może zachować mózgi dłużej niż ten czas.
Ponadto pozostaje wiele pytań dotyczących podobieństwa tego modelu do środowiska mózgu. Jak mówi Singhal, system nie wykorzystuje prawdziwej krwi, a mózg nie jest zanurzony w płynie, ponieważ znajduje się w czaszce.
Ale jeśli system może zostać wykorzystany w przyszłych badaniach mózgu, „może to prowadzić do zupełnie nowego sposobu badania mózgu pośmiertnego”, Andrea Beckel-Mitchener, kierownik zespołu BRAIN Inicjatywy National Institutes of Health, która współfinansowała badania, powiedział w oświadczeniu. „Nowa technologia stwarza możliwości badania złożonych połączeń ogniw i obwodów oraz funkcji utraconych, gdy próbki są zachowane w inny sposób”, powiedział Beckel-Mitchener. Prace mogą również stymulować badania nad sposobami promowania odzyskiwania mózgu po utracie dopływu krwi do mózgu, na przykład podczas zawału serca.
Mimo to badanie nie zbliżyło się do możliwości ożywienia mózgu, świni lub człowieka po śmierci. „Zasadniczo, kiedy mózg traci krążenie, to tak, jakby bardzo skomplikowany budynek rozpadł się na milion kawałków” - powiedział Singhal. Nowa praca sugeruje, że ta metoda „może przywrócić część fundamentu”, ale nadal istnieje katedra mózgu, którą należy zbudować na tej podstawie, powiedział.
