Команді вчених вдається підтримувати мозкову тканину 32 свиней живими протягом декількох годин після їх смерті. Робота може покращити розслідування, але порушує багато етичних питань

підтримує

Опубліковано 17.04.2019 19:00 Оновлено

Реанімація мертвого мозку або збереження його тканини якомога довше - тема, що повторюється в науковій фантастиці. І це, здається, трохи ближче після групи дослідників з Єльського університету на чолі з Ненадом Сестаном, вдалося зберегти деякі стільникові функції активними всередині мозку 32 свиней через кілька годин після їх загибелі . Робота, попередній результат якої вже був висунутий рік тому компанією MIT Technology Review, тепер опублікована в журналі Nature, де автори пропонують усі подробиці експерименту.

Використовуючи систему, яка отримала назву Brain Ex, дослідники ввели рідину, яка зрошує мозок через кровоносні судини при температурі тіла (37 ° С) через чотири години після смерті тварин. Протягом наступних шести годин автори підтримували мозок перфузією і фіксували зниження загибелі клітин. і відновлення деяких клітинних функцій, таких як синаптична активність. Однак жодного разу під час експериментів не було доказів будь-якої глобальної електричної активності або чогось, що віддалено нагадувало свідому мозкову діяльність.

Результат, на думку авторів, вказує на те, що мозок зберігає більшу здатність відновлювати клітинну активність, ніж вважали раніше. поки що, і що погіршення стану після припинення кровопостачання може бути більш тривалим процесом у часі. До цього часу вважалося, що мозок ссавців зазнав незворотних пошкоджень після швидкого падіння рівня кисню та енергії, але за допомогою цієї системи це "вікно" можна було б подовжити. Щодо можливості відновлення повної системи та відновлення нормальної роботи мозку, дослідники кажуть, що вона залишається незрозумілою і потрібні додаткові експерименти.

"У клінічному плані це не живий мозок, а мозок з активними клітинами"

"Цілий мозок великого ссавця зберігає раніше недооцінену здатність відновлювати кровообіг і певні клітинні дії через багато годин після припинення кровообігу", - пояснює Сестан. У будь-якому випадку, "жодного разу ми не спостерігали тип організованої електричної діяльності що асоціюється із сприйняттям, пильністю та усвідомленням », - підкреслює Звонімір Вршеля, співавтор дослідження. "У клінічному плані це не живий мозок, а мозок з активними клітинами".

Експеримент або жахливість?

Але якщо вони не можуть зробити нічого іншого, як зберегти клітини живими без мозкової діяльності, у чому сенс цієї дивної гри доктора Франкенштейна? Робота Сестана, як і багатьох інших нейробіологів, зосереджена на дослідженні зразків тканин нейронів які розрізаються на мікро-аркуші і залишаються активними після забою протягом декількох годин. Це дозволяє їм проводити певні фізіологічні експерименти, які є звичними у багатьох лабораторіях. Заінтригований цією здатністю витримати, Сестан гадав, чи зможе він зберегти цю міцність у повному мозку. і цілі, для чого він використовував мозок тварин із бійні. І його експеримент показав, що за цих обставин цілісність багатьох клітин може підтримуватися протягом декількох годин за допомогою розчину, який забезпечує їх енергією та киснем.

За словами Сестана та його команди, цей прогрес дозволить їм проводити більш складні експерименти ex vivo і не доведеться обмежуватися фрагментами мозку лише кількома мікронами. "Раніше ми могли вивчати клітини мозку великих ссавців лише в статичних умовах та у двох вимірах, використовуючи невеликі зразки поза природним середовищем", - пояснює Стефано Г. Даніеле., співавтор роботи. "Вперше ми можемо дослідити великий мозок у трьох вимірах, що збільшує наші можливості вивчати складні клітинні взаємодії та зв'язок ".

"Дослідники були готові припинити організовану електричну діяльність, якщо вона з'явиться"

Однак немає впевненості, що цей підхід може бути використаний для вивчення клітин нещодавно померлих тканин людини., що врешті-решт може бути корисним для вивчення нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера або Паркінсона, наприклад. Можливість відновлення певного типу нейрональної електричної активності в тканині також породжує етичні сумніви щодо того, що можна робити з тваринами, і можливість того, що ці лабораторні дослідження породили певний тип свідомого досвіду.

"Відновлення свідомості ніколи не було метою цього дослідження”, Уточнює співавтор Стівен Летем. "Дослідники були готові використовувати анестетики і зниження температури, щоб припинити організовану електричну діяльність, якщо вона з’явиться. Ми всі заздалегідь погоджуємось, що експерименти з відновлення глобальної електричної активності не могли б тривати без чітких етичних стандартів та механізмів інституційного моніторингу ".

У доданому коментарі до самого журналу експерти Стюарт Янгнер та Insoo Hyun вони також розглядають, як ці результати вплинуть на дискусію щодо трансплантації органів людини. "У міру розвитку науки про реанімацію мозку, - пишуть вони, - докладати певних зусиль для збереження чи відновлення мозку людей може здаватися все більш розумним". "Якщо такі технології, як BrainEx, вдосконаляться, - продовжують вони, - люди, яких оголошують мозку мертвими ( ...) можуть стати кандидатами на реанімацію замість донорства органів". І це, стверджують вони, "ускладнило б переконання лікарів та членів сім'ї, що будь-яке подальше медичне втручання марне".

“Якщо це лише активні клітини, але відсутня мозкова діяльність, що вони створюють? Коматозний мозок? "

Для іспанського нейрофізіолога Хуана де лос Рейеса Агілара, дослідження в лікарні Параплехікос де Толедо, дослідження цікаве, але мало експериментальної та клінічної користі. «З 1960 року всі лабораторії світу роблять це за допомогою зрізів 300 мкм, які купаються в штучній спинномозковій рідині, а мозок триває від восьми до десяти годин », - зазначає він. «Тут вони отримують перфузійний орган, який діє довше, але на клінічному рівні сьогодні він має нульове застосування, а для експериментального рівня ви ставите живу тварину під наркоз і вивчаєте, що відбувається ». З іншого боку, питання, які він ставить над експериментом, неоднозначні. «Якщо вони є лише активними клітинами, але мозкової діяльності немає, що вони створюють?» - запитує він. "Коматозний мозок?". Можливо, у майбутньому ця методика дозволить проводити операції на головному мозку, при яких тканина повинна бути підвішеною, щоб нанести якнайменший збиток. під час операції і що тканина чинить опір, але наразі, на думку дослідника, "це просто наукова фантастика".

Довідково: Відновлення мозкового кровообігу та клітинних функцій годин після смерті (Природа) DOI 10.1038/s41586-019-1099-1