В радикален експеримент, в който някои експерти се питат какво означава да бъдеш „жив“, учените са възстановили мозъчното кръвообращение и някои клетъчни активности в мозъка на прасета часове след като животните умрели в кланица.
Резултатите, макар и направени при свине, а не хора, оспорват дългогодишното мнение, че след смъртта мозъчните клетки претърпяват внезапно и необратимо увреждане.
Вместо това откритията, публикувани днес (17 април) в списанието Nature, показват, че мозъкът на едър бозайник „запазва по-рано недооценен капацитет за възстановяване“ на кръвообращението и някои клетъчни дейности часове след смъртта, каза старши автор на изследването Ненад Шестан, професор по невронаука, сравнителна медицина, генетика и психиатрия от Медицинското училище в Йейл в Ню Хейвън.
„Основното значение на тази констатация е, че… клетъчната смърт в мозъка настъпва през по-дълъг период от време, за който по-рано смятахме,“ каза Шестан по време на пресконференция вчера. Вместо да се случва в продължение на секунди или минути след смъртта, "ние показваме, че ... постепенен, поетапен процес", и че в някои случаи процесите на клетъчна смърт могат да бъдат отложени или дори обърнати, каза Шестан.
Все пак изследователите подчертават, че не наблюдават никакъв вид дейност в мозъка на прасетата, която би била необходима за нормална мозъчна функция или неща като осъзнатост или съзнание. "Това не е жив мозък", каза Сестан. "Но това е клетъчно активен мозък."
Работата би могла да предостави на учените нови начини за изучаване на мозъка, като им позволява да изследват функциите в целия, непокътнат мозък по начин, който не е бил възможен преди. Това от своя страна би могло да помогне на учените да разберат по-добре мозъчните заболявания или последиците от мозъчната травма, казаха изследователите.
Въпреки че настоящото проучване е направено при свине, а не хора, мозъците на свинете са по-големи и по-човешки в сравнение с мозъците на гризачи.
"BrainEx"
В проучването изследователите разработиха нова система за изучаване на непокътнати, следродилни мозъци, наречени BrainEx. Това е мрежа от помпи, които тръбят синтетичен разтвор - заместител на кръвта - в артериите на мозъка при нормална телесна температура.
Използвайки BrainEx, изследователите са изследвали 32 мозъка на свине след смъртта, получени от съоръжение за преработка на свинско месо (което иначе би било изхвърлено). Мозъците бяха поставени в системата BrainEx 4 часа след смъртта на прасетата и бяха оставени да се "перфузират" със синтетичния кръвен заместител в продължение на 6 часа.
През това време системата BrainEx не само запази мозъчната клетъчна структура и намали клетъчната смърт, но и възстанови някои клетъчни активности. Например, някои клетки са метаболитно активни, което означава, че използват глюкоза и кислород и произвеждат въглероден диоксид. Други клетки реагират с възпалителен отговор, когато се стимулират с определени молекули.
За разлика от тях „контролните“ мозъци, които не са били лекувани с BrainEx, бързо се разлагат.
"Можем да видим драматични разлики между мозъците, които лекуваме с нашата технология", и контролните мозъци, каза Шестан.
Етични проблеми
Д-р Нийл Сингал, асистент по неврология в Калифорнийския университет в Сан Франциско, който не се занимаваше с изследването, заяви, че работата е „мислена провокираща“ поради някои от повдигнатите етични проблеми. Например, въпреки че учените са много далеч от възможността да възстановят мозъчната функция при хора с тежки мозъчни наранявания, ако е възможно възстановяване на мозъчната активност, "тогава ще трябва да променим нашето определение за мозъчната смърт", каза Сингал пред Live Science ,
Изследователите не виждаха никакви признаци на съзнание, нито това беше цел на изследването. Всъщност синтетичният разтвор на кръв включваше няколко химикала, които блокират невралната активност, вида дейност, която би била необходима за съзнанието.
Нещо повече, ако се е появил някакъв вид организирана електрическа активност - видът, необходим за съзнанието, изследователите са били готови да предприемат действия за спиране на тази дейност, като използват анестезия и понижават мозъчната температура, каза съавторът на изследването Стивън Латъм, директор на Yale's Интердисциплинарен център по биоетика. С други думи, прекратяване на експеримента, ако това се случи.
В коментар, публикуван успоредно с изследването, Нита Фарахани, преподавател по философия на лаванда в Университета Дюк, и колегите му призоваха за повече насоки около етичните въпроси, повдигнати от изследването, които според тях „поставят под въпрос дългогодишните предположения за това, което прави животно - или човек - живо “.
Такива проблеми включват как да се открие съзнанието за начало и колко дълго трябва да се пускат системи като BrainEx.
Бъдеща работа
Тъй като проучването продължи само 6 часа, са необходими още изследвания, за да се знае дали BrainEx може да запази мозъка за по-дълго от това време.
Освен това остават много въпроси за това доколко този модел е подобен на мозъчната среда. Системата не използва истинска кръв и мозъкът не се къпе в течност, тъй като е вътре в черепа, каза Сингал.
Но ако системата може да бъде използвана в бъдещи изследвания на мозъка, това "би могло да доведе до съвсем нов начин за изследване на мозъка след смъртта", Андреа Бекел-Мичнер, ръководител на екипа в BRAIN Initiative на National Institutes of Health, която съфинансира изследвания, се казва в изявление. „Новата технология отваря възможности за изследване на сложни връзки на клетки и вериги и функции, които се губят, когато екземплярите се запазват по други начини“, каза Бекел-Мичнер. Работата може също така да стимулира изследванията за начините за насърчаване на възстановяването на мозъка след загуба на приток на кръв към мозъка, например по време на сърдечен удар.
Все пак изследването не се доближи до възможността да съживим мозък, прасе или човек след смъртта. "По принцип, когато мозъкът загуби кръвообращението, това е като много сложна сграда просто се разпада на милион парчета", каза Сингал. Новата работа предполага, че този метод "може да възстанови част от основата", но все още има катедралата на мозъка, която трябва да бъде изградена върху тази основа, каза той.
