Naukowcy utrzymują mózgi świń przy życiu poza ciałem

Hanna Barczyk

W kroku, który może zmienić definicję śmierci, naukowcy przywrócili krążenie w mózgach pozbawionych głowy świń i utrzymywali przy życiu ożywione narządy nawet przez 36 godzin.

Wyczyn ten oferuje naukowcom nowy sposób badania nienaruszonych mózgów w laboratorium z oszałamiającą szczegółowością. Ale inauguruje to również dziwaczną nową możliwość przedłużenia życia, gdyby ludzkie mózgi były kiedykolwiek utrzymywane na podtrzymywaniu życia poza ciałem.

Prace zostały opisane 28 marca na spotkaniu, które odbyło się w National Institutes of Health w celu zbadania problemów etycznych pojawiających się, gdy amerykańskie ośrodki neuronauki badają granice nauki o mózgu.

Podczas wydarzenia, neurobiolog Nenad Sestan z Uniwersytetu Yale ujawnił, że kierowany przez niego zespół eksperymentował na 100-200 mózgach świń uzyskanych z rzeźni, przywracając ich krążenie za pomocą systemu pomp, podgrzewaczy i worków sztucznej krwi rozgrzanych do temperatury ciała.

Świnie są powszechnie wykorzystywane jako modele do badań nad przeszczepami. Nowy projekt ma na celu zachowanie ich mózgów po śmierci. Carsten Koall | Getty

Nie było dowodów na to, że bezcielesne mózgi świń odzyskały przytomność. Jednak w tym, co Sestan określił jako oszałamiający i nieoczekiwany wynik, miliardy pojedynczych komórek w mózgu okazały się zdrowe i zdolne do normalnej aktywności.

Sestan, z którym skontaktowano się wczoraj telefonicznie, odmówił dalszych wyjaśnień, twierdząc, że przesłał wyniki do publikacji w czasopiśmie naukowym i nie zamierzał upubliczniać swoich uwag.

Jednak od zeszłej wiosny coraz szersze grono naukowców i bioetyków huczy o badaniach w Yale, które polegają na przełomie w przywracaniu mikrokrążenia – przepływu tlenu do małych naczyń krwionośnych, w tym głęboko w mózgu.

Te mózgi mogą być uszkodzone, ale jeśli komórki są żywe, są to żywy narząd, mówi Steve Hyman, dyrektor badań psychiatrycznych w Broad Institute w Cambridge w stanie Massachusetts, który był jednym z poinformowanych o pracy. Jest to ekstremum wiedzy technicznej, ale nie różni się tak bardzo od zachowania nerki.

Hyman mówi, że podobieństwo do technik konserwacji narządów, takich jak serce czy płuca do przeszczepu, może spowodować, że niektórzy będą błędnie postrzegać tę technologię jako sposób na uniknięcie śmierci. Może dojść do tego, że zamiast ludzi mówiących „Zamroź mój mózg”, powiedzą „Podłącz mnie i znajdź mi ciało”, mówi Hyman.

Takie nadzieje są stracone, przynajmniej na razie. Według Hymana przeszczepienie mózgu do nowego ciała nie jest możliwe.

Mózg w wiadrze

System Yale, zwany BrainEx, polega na połączeniu mózgu z zamkniętą pętlą rurek i zbiorników, które krążą w czerwonym płynie perfuzyjnym, który jest w stanie przenosić tlen do pnia mózgu, tętnicy móżdżkowej i obszarów głęboko w środku mózgu .

Myślę, że wielu ludzi zacznie chodzić do rzeźni, żeby zdobyć głowy i to rozgryźć.

W swojej prezentacji dla urzędników NIH i ekspertów ds. etyki Sestan powiedział, że technika prawdopodobnie zadziała u każdego gatunku, w tym naczelnych. Powiedział, że prawdopodobnie nie dotyczy to tylko świń.

Naukowcy z Yale, którzy rozpoczęli pracę nad tą techniką około cztery lata temu i poszukują na nią funduszy z NIH, działali z chęci skonstruowania kompleksowego atlasu połączeń między ludzkimi komórkami mózgowymi.

Niektóre z tych połączeń prawdopodobnie obejmują duże obszary mózgu, a zatem można je łatwiej prześledzić w kompletnym, nienaruszonym narządzie.

Sestan przyznał, że chirurdzy z Yale już zapytali go, czy technologia zachowująca mózg może mieć zastosowanie medyczne. Powiedział, że bezcielesne ludzkie mózgi mogą stać się królikami doświadczalnymi do testowania egzotycznych leków na raka i spekulatywnych metod leczenia Alzheimera, zbyt niebezpiecznych, by wypróbowywać je na żywych.

Konfiguracja, żartobliwie nazwana mózgiem w wiadrze, szybko wywołałaby poważne pytania etyczne i prawne, gdyby została przymierzona na człowieku.

Na przykład, jeśli mózg osoby zostałby ożywiony poza ciałem, czy osoba ta obudziłaby się w czymś, co byłoby równoznaczne z ostateczną komorą deprywacji sensorycznej, bez uszu, oczu i sposobu komunikowania się? Czy ktoś zachowa wspomnienia, tożsamość lub prawa? Czy badacze mogliby etycznie przeanalizować lub pozbyć się takiego mózgu?

Mózg w scenie słoika z komedii z 1983 roku Człowiek z dwoma mózgami . Choć jest to pożywka dla żartów, w miarę postępu technologii ochrony mózgu etycy medyczni traktują to poważnie. Usprawnij | „Człowiek z dwoma mózgami” (1983)

Ponadto, ponieważ federalne przepisy bezpieczeństwa dotyczą ludzi, a nie martwych tkanek, nie jest pewne, czy amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków miałaby jakikolwiek wpływ na to, czy naukowcy mogliby spróbować takiej procedury reanimacji.

Będzie wiele dziwnych pytań, nawet jeśli nie jest to mózg w pudełku, powiedział doradca NIH, który nie chciał mówić o nagraniu. Myślę, że wielu ludzi zacznie chodzić do rzeźni, żeby zdobyć głowy i to rozgryźć.

Sestan powiedział, że jest zaniepokojony tym, jak technologia zostanie odebrana przez opinię publiczną i jego rówieśników. Ludzie są zafascynowani. Musimy uważać, jak bardzo zafascynowany, powiedział.

Stan śpiączki

Powszechnie wiadomo, że mózg w stanie śpiączki może być utrzymywany przy życiu przez co najmniej dekady. Tak jest w przypadku osób ze śmiercią mózgową, których rodziny zdecydowały się na przywiązanie ich do urządzeń wentylacyjnych.

Mniej dobrze zbadane są sztuczne sposoby utrzymywania mózgu całkowicie oddzielonego od ciała. Były wcześniejsze próby, w tym raport z 1993 r. z udziałem gryzoni, ale zespół Sestana jako pierwszy osiągnął to z dużym ssakiem, bez użycia niskich temperatur i z tak obiecującymi wynikami.

Powiązana historia

Powiązana historia Technologia utrzymująca przy życiu narządy poza ciałem ratuje życie. I prowokowanie debat etycznych.

Początkowo grupa Yale była niepewna, czy mózg ex vivo, któremu przywrócono krążenie, odzyska przytomność. Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy sprawdzili oznaki złożonej aktywności w mózgach świń za pomocą wersji EEG lub elektrod umieszczonych na powierzchni mózgu. Mogą one odbierać fale elektryczne odzwierciedlające szeroką aktywność mózgu, wskazując myśli i doznania.

Sestan powiedział, że początkowo wierzyli, że znaleźli takie sygnały, wywołując w laboratorium zarówno alarm, jak i podekscytowanie, ale później ustalili, że sygnały te były artefaktami stworzonymi przez pobliski sprzęt.

Sestan mówi teraz, że narządy wytwarzają płaską falę mózgową odpowiadającą stanowi śpiączki, chociaż sama tkanka wygląda zaskakująco świetnie, a po przecięciu komórki wytwarzają normalne wzorce.

Brak szerszej aktywności elektrycznej może być nieodwracalny, jeśli jest spowodowany uszkodzeniem i śmiercią komórki. Mózgi świń zostały przymocowane do urządzenia BrainEx mniej więcej cztery godziny po dekapitacji zwierząt.

Jednak może to być również spowodowane chemikaliami, które zespół Yale dodał do uzupełnienia krwi, aby zapobiec obrzękom, które również poważnie tłumią aktywność neuronów. Musisz zrozumieć, że w naszym rozwiązaniu mamy tak wiele blokerów kanałów, powiedział Sestan NIH. To jest prawdopodobnie wyjaśnienie, dlaczego nie otrzymujemy [żadnego] sygnału.

Sestan powiedział NIH, że można sobie wyobrazić, że mózgi mogą być utrzymywane przy życiu w nieskończoność i że można podjąć kroki w celu przywrócenia świadomości. Powiedział, że jego zespół postanowił nie podejmować prób, ponieważ jest to niezbadane terytorium.

Ten zwierzęcy mózg niczego nie jest świadomy, jestem tego bardzo pewien, powiedział Sestan, chociaż wyraził zaniepokojenie, w jaki sposób ta technika może zostać wykorzystana przez innych w przyszłości. Hipotetycznie ktoś bierze tę technologię, ulepsza ją i przywraca komuś aktywność [mózgu]. To jest przywracanie ludzkiej istoty. Jeśli ta osoba ma pamięć, całkowicie bym wariował.

Eksperymenty mózgowe

Świadomość nie jest konieczna w tego rodzaju eksperymentach na połączeniach mózgowych, które naukowcy mają nadzieję przeprowadzić na żywych mózgach ex vivo. Aktywność mózgu EEG jest płaska, ale wiele innych rzeczy wciąż tyka, mówi Anna Devor, neurobiolog z University of California w San Diego, która jest zaznajomiona z projektem Yale.

Devor uważa, że ​​możliwość pracy nad nienaruszonymi, żywymi mózgami byłaby bardzo przyjemna dla naukowców pracujących nad budowaniem atlasu mózgu. Cała kwestia śmierci to szara strefa, mówi. Ale musimy pamiętać, że wyizolowany mózg to nie to samo co inne narządy i musimy traktować go z takim samym szacunkiem, jakim obdarzamy zwierzę.

Dziś w dzienniku Natura , opublikowano 17 neurobiologów i bioetyków, w tym Sestan wstępniak twierdząc, że eksperymenty na ludzkiej tkance mózgowej mogą wymagać specjalnej ochrony i zasad.

Powiązana historia

Powiązana historia Nectome ocali twój mózg, ale najpierw musisz zostać uśpiony.

Zidentyfikowali trzy kategorie surogatów mózgu, które budzą nowe obawy. Należą do nich organoidy mózgowe (kropelki tkanki nerwowej wielkości ziarna ryżu), chimery ludzko-zwierzęce (myszy z dodaną tkanką ludzkiego mózgu) oraz ludzka tkanka mózgowa ex vivo (taka jak fragmenty mózgu usunięte podczas operacji).

Następnie zasugerowali różne etyczne środki bezpieczeństwa, takie jak podawanie leków zwierzętom, które posiadają ludzkie komórki mózgowe, dzięki czemu pozostają w stanie mózgu podobnym do śpiączki.

Hyman, który również podpisał list, mówi, że zrobił to niechętnie, ponieważ uważa, że ​​większość scenariuszy jest przesadzona lub mało prawdopodobna. Jest prawie niemożliwe, aby maleńki organoid mózgowy cokolwiek czuł lub myślał, mówi.

Jedynym rodzajem badań, który jego zdaniem może wymagać szybkiego działania w celu ustalenia zasad ruchu drogowego, jest nieopublikowana technika zachowania mózgu Sestana (która Natura redakcja nie dyskutowała). Jeśli ludzie chcą utrzymać przy życiu ludzkie mózgi post mortem, jest to bardziej palący i realistyczny problem, mówi Hyman. Biorąc pod uwagę, że jest to możliwe w przypadku mózgu świni, powinny istnieć wytyczne dotyczące tkanki ludzkiej.

ukryć