Видео
В мире
Как биологам удалось снова запустить мозг свиньи после смерти?
Исследователи из Йельского университета подключили мозг свиньи к системе, которая закачивала в него кровезаменитель. Это позволило восстановить некоторые важные функции — способность клеток производить энергию и удалять отходы, а также помогло полностью сохранить внутреннюю структуру мозга.
Во время эксперимента ученые под руководством нейробиолога Ненада Сестана удалили мозг 32 свиней из черепа после бойни и поместили их в специальную камеру с катетером. Через него, когда прошло четыре часа после смерти животного, начали закачивать теплый раствор кровезаменителя в вены и артерии мозга.
Система, которую биологи называют Brain Ex, имитирует кровоток, доставляя питательные вещества и кислород к клеткам мозга. Сам кровезаменитель содержит в себе химические вещества, который препятствуют смерти нейронов, защищают их от повреждений, однако не позволяют возобновить передачу электрических сигналов от одного нейрона к другому. При этом ученые следили за электрической активностью мозга на протяжении всего эксперимента и были готовы к введению анестетиков в случае, если мозг начнет приходить в сознание.
Что случилось, когда мозг умершей свиньи ожил?
Исследователи проводили эксперименты над мозгом свиньи в течение 36 часов. Им удалось восстановить метаболические функции нейронов и других клеток мозга — они начали потреблять сахар, производить углекислый газ и даже запустили иммунную систему головного мозга.
При этом структуры мозга, отвечающие за управление организма, не получали раствор, богатый питательными веществами и кислородом, поэтому постепенно разрушались. В конце эксперимента ученые подали кровезаменитель и в эти участки, после чего некоторые нейроны перезапустились и начали передавать электрический сигнал друг другу.
Почему этот биологический эксперимент стал одним из важнейших в XXI веке?
В большинстве стран живое существо считается мертвым, когда прекращается работа мозга, а сердце перестает переносить кислород по организму. Для полноценной работы мозга необходимо огромное количество крови, кислорода и энергии, поэтому научное сообщество считает, что даже остановка жизни на несколько минут несет непоправимый урон для функционирования головного мозга.
«На протяжении большей части человеческой истории понимание смерти было очень простым. Но теперь наука поставила под сомнение ее необратимость», Кристоф Кох, президент и главный научный сотрудник Института мозга им. Аллена в Сиэтле.
Этот эксперимент ставит под сомнение и необратимость повреждения человеческого мозга после смерти.
Будут ли нейробиологи и дальше проводить этот эксперимент?
В рамках исследования ученые не увидели согласованных электрических сигналов в мозге, которые бы указали на возобновление сложной работы мозга или появления сознания. С одной стороны, нейробиологи намеренно не пытались добиться полной активации головного мозга, с другой — непонятно, что должно произойти для его полного запуска.
Возможно, для этого необходим сильный электрический удар или сохранение мозга в кровезаменительном растворе в течение долгого времени — это позволило бы клеткам восстановиться после повреждения, которое они получили во время отсутствия кислорода.
Неизвестно, смогут ли ученые восстановить полноценную работу мозга, и есть ли предел у восстановления клеток
Пока ученые не собираются восстанавливать полную работу мозга. Вместо этого приоритетом исследования является изучение того, насколько долго мозг сможет продержаться в таком законсервированном состоянии, а кровезаменитель поддерживать его метаболические и физиологические функции вне организма. По словам биологов из Йельского университета, возможно у восстановления клеток тоже есть какой-то предел и им удастся восстановить только часть из работы нейронов.
А что, раньше ученые не пытались воскрешать мертвых?
Ученые с начала XX века активно проводят эксперименты, в которых поддерживают жизнь мозга животных после остановки сердца — охлаждая его, либо закачивая заменитель крови. Но до конца непонятно, насколько хорошо функционируют такие органы впоследствии, поскольку все такие эксперименты были очень краткосрочными.
В 2014 году биологи из Университета штата Аризона и Мэрилендского университета провели серию экспериментов, в рамках которых из животных после смерти выкачивалась вся кровь и заменялась на специальный теплый раствор. Это позволяло оживить их после полной остановки сердца. Однако разница этих экспериментов в том, что в случае этих опытов мозг не начинал разрушаться.
Можно ли таким образом оживить мозг человека?
Пока нет. По словам Ненада Сестана, Brain Ex не пригодна для использования на человеческих мозгах. В основном это связано с тем, что ее трудно использовать без предварительного удаления головного мозга из черепа, а это максимально противоречит принятой на сегодняшний день научной этике.
Что там с этикой? Она запрещает оживлять мертвых?
Да, современные медицинские и юридические прецеденты приводят к тому, что после остановки работы мозга и сердца существо считается мертвым. И не очень ясно, как его классифицировать в случае, если органы перезапустят не через несколько минут после их остановки.
Не ясно, считается ли живым существо, мозг которого перезапустили через несколько часов, можно ли проводить над ним эксперименты, которые позволительны над мертвыми, и должно ли оно находиться под правовой защитой.
«Сейчас не существует механизма надзора о возможных этических последствиях над сознанием существа, которое прошло смерть и снова ожило», — рассказывает биоэтик из Йельского университета Стивен Латам, который работал над этим экспериментом вместе с командой Сестана. По его словам, в будущем ученые смогут тестировать лекарства для лечения дегенеративных заболеваний мозга на восстановленных органах, а не на живых людях. Однако сейчас эта сфера не регулируется законодательством из-за отсутствия медицинских прецедентов.
Частично восстановленный мозг свиньи также поднимает множество других этических проблем, особенно в области донорства. В некоторых европейских странах медики, которые уже не могут реанимировать человека после сердечного приступа, иногда используют систему, сохраняющую органы для дальнейшей трансплантации путем прокачки насыщенной кислородом крови через весь организм, но не через мозг.
Если такая технология, как Brain Ex, станет широко доступной, то возможность реанимировать человека сильно сократит количество доноров органов. Пока неизвестно, хорошая это новость или плохая.
Кристоф Кох собирается запустить широкую этическую дискуссию до того момента, как кто-то из ученых, вероятно не объявив цели своего эксперимента (как это произошло с генетическим редактированием эмбрионов человека в Китае), решит восстановить сознание в мозгу, находящемся вне тела. По его словам, ученый, который проведет первый подобный эксперимент, войдет в историю человечества. Однако не исключено, что его будут помнить только с негативной стороны.
Кроме научного мира против подобных экспериментов выступают практически все религии в мире. Это также связано с тем, что оживление людей разрушает догматы о жизни после смерти в том виде, в каком человечество представляет ее последние тысячи лет.
Почему биологи не стали восстанавливать сознание. Что могло произойти?
Самым сложным вопросом в этом эксперименте является то, что ученые не смогут понять, действительно ли восстановится сознание живого существа вне его тела, или пока можно добиться только нормализации в работе некоторых его процессов. Непонятно, как будет функционировать сознание, если окружение мозга будет настолько радикально отличаться от его естественного окружения.
Обычно живое существо получает информацию о мире через органы чувств, и совсем не ясно, как поведет себя мозг вне тела, даже если ученым удастся восстановить сознание — он не сможет получать стороннюю информацию об окружающем мире.
«Мы могли бы предположить, что мозг может быть способен к сознанию. Но очень интересно думать о том, что это за сознание, при отсутствии органов и периферической стимуляции», Джордж Машур, нейробиолог из Мичиганского университета в Анн-Арборе, который изучает околосмертные переживания.
Это значит, что ученые научились бороться со смертью?
Несмотря на то, что это исследование действительно поднимает вопрос, является ли повреждение мозга необратимыми, и правда ли смерть так страшна, как считается, пока нейробиологи не научились воскрешать мертвых. Это исследование может стать первым удачным в этой области, однако говорить о вечной жизни пока рановато.
hightech.fm
