У радикальному експерименті, в якому деякі експерти ставлять питання про те, що означає бути "живим", вчені відновили кровообіг мозку та деяку клітинну активність у головному мозку свиней через години після того, як тварини загинули на бійні.
Результати, хоч і зроблені на свинях, а не на людях, оскаржують тривалий погляд, що після смерті клітини мозку зазнають раптових і незворотних пошкоджень.
Натомість, результати, опубліковані сьогодні (17 квітня) у журналі Nature, показують, що мозок великого ссавця "зберігає раніше недооцінену здатність до відновлення" кровообігу та певних клітинних дій протягом години після смерті, заявив старший автор дослідження Ненад Сестан, професор нейронауки, порівняльної медицини, генетики та психіатрії в Медичній школі Єльського штату Нью-Хейвен.
"Основним наслідком цього висновку є те, що ... загибель клітин у мозку відбувається протягом більш тривалого періоду часу, про який ми думали раніше", - сказав Сестан під час прес-конференції вчора. Замість того, щоб статися протягом секунд або хвилин після смерті, "ми показуємо, що ... поступовий, поетапний процес", і що в деяких випадках процеси загибелі клітин можуть бути відкладені або навіть відмінені, сказав Сестан.
Тим не менше, дослідники наголошували, що вони не спостерігали жодної активності у мозку свиней, яка була б необхідна для нормальної роботи мозку або таких речей, як усвідомлення чи свідомість. "Це не живий мозок", - сказав Сестан. "Але це клітинно активний мозок".
Робота могла б забезпечити вчених новими способами вивчення мозку, дозволяючи досліджувати функції у всьому непошкодженому мозку способом, який раніше не був можливим. Це, в свою чергу, може допомогти вченим краще зрозуміти хвороби мозку або наслідки травми мозку, вважають дослідники.
Хоча нинішнє дослідження було проведено на свинях, а не на людях, мозок свиней більший та більш схожий на людину в порівнянні з мозком гризунів.
"BrainEx"
У ході дослідження дослідники розробили нову систему вивчення інтактних, післясмертних мозків, що отримала назву BrainEx. Це мережа насосів, які закачують синтетичний розчин - замінник крові - в артерії мозку при нормальній температурі тіла.
Використовуючи BrainEx, дослідники вивчали 32 мозку свиней після посмертного походження, які були отримані зі складу для переробки свинини (які інакше були б відкинуті). Мізки поміщали в систему BrainEx через 4 години після смерті свиней, і їм дозволяли «перфузувати» синтетичним замінником крові протягом 6 годин.
За цей час система BrainEx не лише зберегла структуру клітин мозку та зменшила загибель клітин, але й відновила деяку клітинну активність. Наприклад, деякі клітини були метаболічно активними, це означає, що вони використовували глюкозу та кисень та виробляли вуглекислий газ. Інші клітини реагували на запальну реакцію при стимулюванні певними молекулами.
На відміну від цього, «контрольний» мозок, який не лікувався BrainEx, швидко розкладався.
"Ми можемо побачити кардинальні відмінності між мізками, які ми лікуємо за допомогою нашої технології", і контрольними мозками, - сказав Сестан.
Етичні проблеми
Доктор Ніл Сінгал, доцент кафедри неврології в Каліфорнійському університеті, Сан-Франциско, який не брав участі в дослідженні, заявив, що ця робота була "думкою, що провокує", через деякі етичні проблеми. Наприклад, хоча вчені далеко не в змозі відновити роботу мозку у людей з важкими травмами мозку, якщо можливо відновлення мозкової діяльності, "тоді нам доведеться змінити наше визначення смерті мозку", - сказав Сінгал Live Science .
Дослідники не бачили жодних ознак свідомості, і це не було метою дослідження. Насправді синтетичний розчин крові включав декілька хімічних речовин, що блокують нейронну активність, вид діяльності, який був би необхідний свідомості.
Більше того, якби з’явився будь-який тип організованої електричної активності - такий, який потрібен свідомості, дослідники були готові вжити заходів для припинення цієї діяльності, використовуючи наркоз та зниження мозкової температури, - сказав співавтор дослідження Стівен Летхем, директор Yale's Міждисциплінарний центр біоетики. Іншими словами, припинення експерименту, якщо це сталося.
У коментарі, опублікованому поряд із дослідженням, Ніта Фарахані, професор філософії лаванду в університеті Дюка, та його колеги закликали отримати більше вказівок щодо етичних питань, порушених дослідженням, які, як вони кажуть, «ставлять під сумнів давні припущення щодо того, що робить тварина - або людина - жива ».
Такі питання включають, як визначити свідомість для початку і як довго слід дозволити запускати такі системи, як BrainEx.
Майбутня робота
Оскільки дослідження тривало лише 6 годин, потрібно більше досліджень, щоб знати, чи BrainEx може зберегти мозок довше, ніж цей час.
Крім того, залишається багато питань щодо того, наскільки ця модель схожа на середовище мозку. Система не використовує справжню кров, і мозок не купається рідиною, як знаходиться всередині черепа, сказав Сінгал.
Але якщо система може бути використана у майбутніх дослідженнях мозку, це "може призвести до абсолютно нового способу вивчення мозку після смерті", Андреа Беккель-Мітченер, керівник команди з Ініціативи BRAIN Національного інституту охорони здоров'я, яка співфінансувала дослідження, йдеться у повідомленні. "Нова технологія відкриває можливості для вивчення складних з'єднань комірок та ланцюгів та функцій, які втрачаються, коли зразки зберігаються іншими способами", - сказала Беккель-Мітченер. Робота також може стимулювати дослідження способів сприяти відновленню мозку після втрати припливу крові до мозку, наприклад, під час інфаркту.
Тим не менш, дослідження не наблизилося до того, щоб після смерті вдалося відродити мозок, свиню чи людину. "В основному, коли мозок втрачає кровообіг, це як би дуже складна будівля просто розвалюється на мільйон штук", - сказав Сінгал. Нова робота передбачає, що цей метод "може відновити частину фундаменту", але все ж є собор мозку, який повинен будуватися поверх цього фундаменту, сказав він.
