Badania na świniach sugerują, że niektóre funkcje mózgu mogą zostać przywrócone po śmierci
Zespół naukowców przywrócił niektóre funkcje mózgu świń, które padły 4 godziny wcześniej. Odkrycia podważają istniejące wcześniej koncepcje funkcjonowania mózgu w okresie pośmiertnym i otwierają nowe możliwości badania ludzkiego mózgu.
Nenad Sestan, który jest profesorem neurologii, medycyny porównawczej, genetyki i psychiatrii w Yale School of Medicine w New Haven, CT, wraz ze swoim zespołem przywrócił po śmierci krążenie i aktywność komórkową w mózgach świń.
Jednak naukowcy ostrzegają, że nie przywrócili żadnej elektrycznej aktywności mózgu, ani nie znaleźli żadnych dowodów świadomości ani percepcji.
Odkrycia zaprzeczają wcześniejszemu przekonaniu, że niektóre funkcje mózgu są nieodwracalnie tracone po śmierci. Co więcej, wyniki tego badania mogą zaoferować naukowcom sposób na badanie mózgu w jego nienaruszonej formie.
Prof. Sestan i jego koledzy szczegółowo opisują swój eksperyment w dzienniku Natura.
Przywracanie „mózgu aktywnego komórkowo”
Naukowcy wyjaśniają, że mózgi ssaków są bardzo wrażliwe na niedobór tlenu, który prowadzi do śmierci neuronów i uszkodzenia mózgu. Przeważająca wiedza naukowa głosi, że reakcja łańcuchowa uszkodzenia komórek, wywoływana przez odcięcie dopływu tlenu i krwi, jest nieodwracalna.
Ale prof. Sestan i współpracownicy zakwestionowali pogląd, że takie szkody są nieodwracalne. Zrobili to po zauważeniu oznak żywotności komórek w próbkach tkanek, które rutynowo analizowali w swoim laboratorium. Widzieli te oznaki kilka godzin po śmierci tkanki.
Prof. Sestan i zespół opracowali system zwany MózgiemDawny, które naśladują przepływ krwi w normalnej temperaturze ciała, aby sprawdzić ich hipotezę.
W ramach bieżących badań naukowcy pozyskali 32 świnie z zakładu mięsnego i umieścili je w BrainDawny 4 godziny po śmierci świń.
Po 6 godzinach transfuzji krwi do mózguDawny, naukowcy odkryli zmniejszoną śmierć komórek i powrót pewnej aktywności synaptycznej między neuronami. Zachowali integralność neuronów, a naukowcy odkryli oznaki funkcjonowania komórek neuronalnych, glejowych i naczyniowych.
„Nienaruszony mózg dużego ssaka zachowuje wcześniej niedocenianą zdolność przywracania krążenia oraz pewnych czynności molekularnych i komórkowych wiele godzin po zatrzymaniu krążenia” - informuje prof. Sestan.
Jednak naukowcy podkreślają, że nie znaleźli dowodów na normalną aktywność elektryczną, która wskazywałaby na pełne funkcjonowanie mózgu.
„W żadnym momencie nie zaobserwowaliśmy zorganizowanej aktywności elektrycznej związanej z percepcją, świadomością lub świadomością” - informuje współautor publikacji Zvonimir Vrselja.
„Klinicznie zdefiniowany, to nie jest żywy mózg, ale jest to mózg aktywny komórkowo”.
Zvonimir Vrselja
Znaczenie kliniczne i kwestie etyczne
Naukowcy wyjaśniają znaczenie swoich ustaleń. Mówią, że badanie nienaruszonego mózgu ssaków było wyzwaniem, które do tej pory wydawało się nie do pokonania.
To wyzwanie uniemożliwiło naukowcom badanie źródeł pewnych zaburzeń mózgu, a także połączeń między neuronami.
„Wcześniej byliśmy w stanie badać komórki w mózgu dużego ssaka jedynie w warunkach statycznych lub w dużej mierze dwuwymiarowych, wykorzystując małe próbki tkanek poza ich rodzimym środowiskiem” - wyjaśnia współautor badania Stefano G. Daniele.
„Po raz pierwszy jesteśmy w stanie zbadać duży mózg w trzech wymiarach, co zwiększa naszą zdolność do badania złożonych interakcji komórkowych i połączeń”.
Stefano G. Daniele
Ponadto plik BrainDawny System może pewnego dnia pozwolić lekarzom na zmniejszenie uszkodzeń mózgu i przywrócenie funkcji mózgu po udarze.
W połączonym artykule redakcyjnym niektórzy badacze zgłosili wątpliwości natury etycznej dotyczące badania. Na przykład Nita Farahany i współpracownicy zauważają, że ścieżki, które otwierają badania, podkreślają „potencjalne ograniczenia w obecnych przepisach dotyczących zwierząt wykorzystywanych w badaniach”.
Badanie „poddaje w wątpliwość długotrwałe przypuszczenia na temat tego, co sprawia, że zwierzę - lub człowiek - żyje” - kontynuuje Farahany i współpracownicy.
„Przywrócenie świadomości nigdy nie było celem tych badań” - mówi współautor badania Stephen Latham, który jest dyrektorem Interdisciplinary Center for Bioethics w Yale.
„Naukowcy byli przygotowani do interwencji przy użyciu środków znieczulających i obniżenia temperatury, aby zatrzymać zorganizowaną, globalną aktywność elektryczną, gdyby miała się pojawić. Wszyscy z góry zgodzili się, że eksperymenty związane z odrodzoną globalną działalnością nie mogą być kontynuowane bez jasnych standardów etycznych i instytucjonalnych mechanizmów nadzoru ”.
