Исследователи смогли сохранить мозг свиньи живым вне тела: захватывающие перспективы и этические вопросы
Привет. На этапе, который может определить, как наступление смерти, исследователи восстановили циркуляцию крови в мозге обезглавленных свиней и сохраняли ожившие органы в течение 36 часов.
Это достижение предлагает ученым новый способ изучать неповрежденный мозг в лаборатории с потрясающей детализацией. Но это также открывает причудливую новую возможность продления жизни, если человеческий мозг когда-либо будет поддерживаться на жизнеобеспечении вне тела.
Работа была описана 28 марта на совещании, проведенном в национальных институтах здравоохранения для изучения этических вопросов, возникающих в связи с тем, что центры неврологии США исследуют пределы науки о мозге.
В ходе мероприятия нейробиолог Йельского университета Ненад Сестан сообщил, что команда, которую он возглавляет, экспериментировала с мозгами свиней в количестве от 100 до 200, полученными из скотобойни, восстанавливая их циркуляцию с помощью системы насосов, нагревателей и мешков искусственной крови, нагретой до температуры тела.Не было никаких доказательств того, что бесплотный мозг свиньи приходил в сознание. Тем не менее, в том, что Сестан назвал “ошеломляющим” и “неожиданным” результатом - миллиарды отдельных клеток в мозге были найдены здоровыми и активными.
С прошлой весны, однако, расширяющийся круг ученых и биоэтиков шумит о Йельских исследованиях, которые включают в себя прорыв в восстановлении микроциркуляции- потоком кислорода к небольшим кровеносным сосудам, в том числе глубоко в головном мозге.
"Этот мозг может быть поврежден, но если клетки живы, это живой орган”, - говорит Стив Хайман, директор психиатрических исследований в Broad Institute в Кембридже, штат Массачусетс, который был среди тех, кто был проинформирован о работе. «Это в крайнем случае технические ноу-хау, но не то, что отличается от сохранения почек».
Хайман говорит, что сходство с методами сохранения органов, таких как сердца или легкие для трансплантации, может привести к тому, что некоторые ошибочно рассматривают технологию как способ избежать смерти. “Может случиться так, что вместо того, чтобы люди говорили "заморозить мой мозг”, они говорят: "Подключите меня и найдите мне тело", - говорит Хайман.
Такие надежды неуместны, по крайней мере сейчас. По словам Хаймана, пересадка мозга в новое тело “дистанционно невозможна".
Мозг в ведре
Йельская система, называется BrainEx, предполагает подключение мозга к замкнутому контуру трубок и резервуаров, в которых циркулируют красные перфузионной жидкости, который способны переносить кислород к стволу мозга, мозжечковых артерий и областям глубоко в центре мозга.
Было заявлено, что техника может работать на любых видах, включая приматов. "Это, вероятно, не уникально для свиней".
Исследователи из Йельского университета, которые четыре года назад начали работу над этой техникой, и ищут финансирование, выступают за необходимость построить всеобъемлющий атлас связей между клетками человеческого мозга.
Некоторые из этих связей, вероятно, охватывают большие области мозга и, таким образом, будут более легко прослеживаться в полном, неповрежденном органе.
Сестан признал, что хирурги в Йеле уже спрашивали его, могут ли технологии, сохраняющие мозг, иметь медицинское применение. Бестелесные человеческие мозги, по его словам, могут стать "подопытными свинками" для тестирования экзотических методов лечения рака и новых методов лечения Альцгеймера, слишком опасных для живых людей.
Установка, в шутку получившая название «мозг в ведре», быстро поднимет серьезные этические и юридические вопросы, если она будет опробована на человека.
Например, если бы мозг человека был реанимирован вне тела, очнулся бы этот человек в том, что было бы равносильно камере сенсорной депривации, без ушей, глаз или способа общения? Сохранит ли человек воспоминания, личность или законные права? Могут ли исследователи с этической точки зрения исследовать или распоряжаться таким мозгом?
Кроме того, поскольку правила безопасности применяются к людям, а не к “мертвым” тканям, неясно, будут ли контрольные органы иметь какое-либо право голоса в отношении того, могут ли ученые попытаться провести такую процедуру реанимации.
Коматозное состояние
Хорошо известно, что коматозный мозг можно сохранить в течение по крайней мере десятилетий. Так обстоит дело с умственно-мертвыми людьми, чьи семьи предпочитают держать их подключенными к машинам жизнеобеспечения.
Менее хорошо изучены искусственные средства поддержания мозга, полностью отделенного от его тела. Были и предыдущие попытки, в том числе доклад 1993 года с участием грызунов, но команда Сестана первой добилась этого с крупным млекопитающим, без использования холодных температур, и с такими многообещающими результатами.
Сначала Йельская группа была не уверена, сможет ли мозг ”ex vivo", к которому было восстановлено кровообращение, восстановить сознание. Чтобы ответить на этот вопрос, ученые проверили признаки сложной активности в мозге свиньи, используя версию ЭЭГ, или электроды, расположенные на поверхности мозга. Они могут захватывать электрические волны, отражающие широкую мозговую деятельность, указывающую на мысли и ощущения.
Первоначально исследователи полагали, что нашли такие сигналы, вызывающие как тревогу, так и волнение в лаборатории, но позже они определили, что эти сигналы были артефактами, созданными близлежащим оборудованием.
Ученые говорят, что органы производят плоскую мозговую волну, эквивалентную коматозному состоянию, хотя сама ткань «выглядит удивительной», и после ее вскрытия клетки продуцируют нормальные формы.
Отсутствие более широкой электрической активности может быть необратимым, если это связано с повреждением и гибелью клеток. Мозги свиней были прикреплены к устройству BrainEx примерно через четыре часа после обезглавливания животных.
Однако, это также может быть связано с химическими веществами, которые команда добавила к заменителям крови, чтобы предотвратить отек, что также сильно ослабило активность нейронов. «Вы должны понять, что в нашем решении так много каналов-блокировщиков, вероятно, это объяснение, почему мы не получаем сигнал», говорят исследователи.
Ученые считают, можно предположить, что мозг может жить бесконечно и что можно попытаться восстановить сознание. Но на данном этапе команда решила не пытаться сделать это, потому что “это неизведанная территория”.
"Этот животный мозг ничего не знает, я очень уверен в этом", - сказал Сестан, хотя он выразил озабоченность тем, как эта техника может быть использована другими в будущем. "Гипотетически, кто-то берет эту технологию, делает ее лучше и восстанавливает чью-то мозговую активность. Это восстановление человека. Если у этого человека сохранится память, я бы с ума сошел”.
Эксперименты с мозгом
Сознание не является необходимым для типа экспериментов по связям мозга, которые ученые надеются провести на живых мозгах ex vivo.
Исследователи считают, что способность работать на неповрежденных, живых мозгах была бы “очень хорошей” для ученых, работающих над созданием атласа мозга. "Весь вопрос смерти-это серая зона", - говорят они. "Но мы должны помнить, что изолированный мозг не такой же, как другие органы, и мы должны относиться к нему с тем же уровнем уважения, что и к животным”.
Недавно в журнале Nature 17 нейробиологов и биоэтиков, включая принимавших участие в исследовании, опубликовали редакционную статью, в которой утверждают, что эксперименты на ткани мозга человека могут потребовать специальной защиты и правил.
Они выделили три категории "суррогатов мозга", которые вызывают новые опасения. К ним относятся органоиды мозга (фрагменты нервной ткани размером с рисовое зерно), химеры человека и животных (мыши с добавлением ткани человеческого мозга) и ткани мозга человека ex vivo (такие как куски мозга, удаленные во время операции).
Они предложили различные этические меры безопасности, такие как трансформированные животные, которые обладают клетками человеческого мозга, чтобы они оставались в “коматозном состоянии”.
Один из исследователей, который также подписал письмо, говорит, что он сделал это неохотно, потому что он считает, что большинство сценариев преувеличены или маловероятны. По его словам, едва ли возможно, что крошечный мозговой органоид будет чувствовать или думать.
Один из видов исследований, которые могут потребовать быстрых действий для установления правил дорожного движения, - это рассматриваемая здесь техника сохранения мозга. ”Если люди хотят сохранить человеческий мозг живым после смерти, это более насущная и реалистичная проблема. Учитывая, что это возможно с мозгом свиньи, должны быть рекомендации для человеческих тканей”.
