Egy radikális kísérlet során, amelyben néhány szakértő megkérdőjelezi, hogy mit jelent „élni”, a tudósok az agyi vérkeringést és a sejtek bizonyos aktivitását helyreállították a sertések agyában néhány órával azután, hogy az állatok elpusztultak a vágóhídon.
Az eredmények, bár sertésekben és nem emberekben készültek, megkérdőjelezik a régóta fennálló véleményt, miszerint halál után az agysejtek hirtelen és visszafordíthatatlan károsodásokon mennek keresztül.
Ehelyett a ma (április 17-én) a Nature folyóiratban közzétett eredmények azt mutatják, hogy egy nagy emlős agya "megőrzi a korábban alábecsülhetetlen képességét a vérkeringés és bizonyos sejttevékenységek helyrehozására a halál utáni órákban" - mondta Nenad Sestan, a vizsgálat vezető szerzője, az idegtudomány, az összehasonlító orvoslás, a genetika és a pszichiátria professzora a Yale Orvostudományi Egyetemen New Havenben.
"Ennek a megállapításnak a fő következménye az, hogy… az agy sejthalála hosszabb időtartamon keresztül történik, amire korábban gondoltuk" - mondta Sestan a tegnapi sajtótájékoztatón. Ahelyett, hogy a halál utáni másodpercekben vagy percekben megtörténne, "azt mutatjuk, hogy egy fokozatos, lépésenkénti folyamat", és hogy bizonyos esetekben a sejthalál folyamatait el lehet halasztani, vagy akár meg is fordíthatjuk - mondta Sestan.
A kutatók mégis hangsúlyozták, hogy a sertések agyában nem figyelték meg semmiféle olyan tevékenységet, amely szükséges a normális agyműködéshez, vagy olyan dolgokhoz, mint a tudatosság vagy a tudatosság. "Ez nem egy élő agy" - mondta Sestan. "De ez egy cellulárisan aktív agy."
A munka a tudósok számára új módszereket biztosíthat az agy tanulmányozásához, lehetővé téve számukra az egész, érintetlen agy működésének vizsgálatát olyan módon, amely eddig még nem volt lehetséges. Ez pedig a tudósok számára segíthetne jobban megérteni az agyi betegségeket vagy az agyi sérülés hatásait - mondta a kutatók.
Noha a jelenlegi vizsgálatot sertéseken és nem embereken végezték, a sertés agya nagyobb és emberszerűbb, mint a rágcsáló agya.
"BrainEx"
A tanulmányban a kutatók új rendszert fejlesztettek ki az érintetlen, posztmortem agyak tanulmányozására, BrainEx néven. Ez egy szivattyúhálózat, amely szintetikus oldatot - a vér helyettesítésére - vezet az agy artériájába normál testhőmérsékleten.
A BrainEx segítségével a kutatók 32 posztmortem sertés agyt vizsgáltak, amelyeket sertésfeldolgozó üzemből nyertek (amelyeket egyébként el kellene dobni). Az agyakat a sertések halála után 4 órával a BrainEx rendszerbe helyeztük, és 6 órán keresztül hagytuk, hogy a szintetikus vérpótló anyaggal perfundálódjanak.
Ez idő alatt a BrainEx rendszer nemcsak megőrizte az agysejt szerkezetét és csökkentette a sejtek halálát, hanem helyreállította a sejtek bizonyos aktivitását is. Például egyes sejtek metabolikusan aktívak voltak, vagyis glükózt és oxigént használtak és szén-dioxidot termeltek. Más sejtek gyulladásos reakcióval reagáltak, amikor bizonyos molekulákkal stimuláltak.
Ezzel szemben a "kontroll" agyok, amelyekkel nem kezelték a BrainEx-et, gyorsan lebomlanak.
"Drámai különbségeket láthatunk az agyunk között, amelyet technológiánkkal kezelünk" és a kontroll agy között, mondta Sestan.
Etikai aggodalmak
Dr. Neel Singhal, a San Francisco-i Kaliforniai Egyetem neurológiai asszisztens professzora, aki nem vett részt a tanulmányban, elmondta, hogy a munka "felvetett gondolat provokáló", néhány felvetett etikai kérdés miatt. Például, bár a tudósok még messze vannak attól, hogy helyreállítsák a súlyos agyi sérülésekkel küzdő emberek agyműködését, ha lehetséges az agyi tevékenység helyreállítása, "akkor meg kell változtatnunk az agyhalál meghatározását" - mondta Singhal a Live Science-nek. .
A kutatók nem láttak semmiféle tudatosság jelet, és ez sem volt a kutatás célja. Valójában a szintetikus vér oldat számos vegyi anyagot tartalmazott, amelyek gátolják az idegi aktivitást, az a fajta aktivitás, amelyre szükség lenne a tudatossághoz.
Sőt, ha megjelentek bármilyen szervezett elektromos tevékenység - a tudatossághoz szükséges -, a kutatók készen álltak arra, hogy érzéstelenítéssel és az agy hőmérsékletének csökkentésével megállítsák ezt a tevékenységet - mondta Stephen Latham, a Yale igazgatója, a tanulmány társszerzője. Interdiszciplináris Bioetikai Központ. Más szavakkal: a kísérlet befejezése, ha ez történt.
A tanulmány mellett közzétett kommentárban Nita Farahany, a Duke Egyetem jog- és filozófiaprofesszora és kollégái további iránymutatásokat szorgalmaztak a tanulmányban felvetett etikai kérdésekkel kapcsolatban, amelyek szerint "megkérdőjelezi a régóta fennálló feltételezéseket arról, hogy mi okoz állat - vagy egy ember - él. "
Ilyen kérdések például a tudatosság felismerésének kezdő lépései és a BrainEx-hez hasonló rendszereknek mennyi ideig történő működésének engedése.
Jövőbeli munka
Mivel a vizsgálat mindössze 6 órán át tartott, további kutatásokra van szükség annak megértéséhez, hogy a BrainEx képes-e az agyát ezen időnél hosszabb ideig megőrizni.
Ezen felül sok kérdés merül fel arról, hogy ez a modell mennyiben hasonlít az agyi környezethez. A rendszer nem valódi vért használ, és az agy nem folyadékban fürdik, mivel a koponya belsejében van - mondta Singhal.
De ha a rendszert felhasználhatjuk a jövőbeli agykutatásban, ez "egy teljesen új módszert eredményezhet a posztmortem agy tanulmányozásához", Andrea Beckel-Mitchener, a Nemzeti Egészségügyi Intézetek BRAIN Kezdeményezésének vezetője, amely társfinanszírozta a kutatás - mondta egy nyilatkozatban. "Az új technológia lehetőséget kínál komplex cella- és áramköri kapcsolatok és funkciók vizsgálatára, amelyek elvesznek, ha a mintákat más módon megőrzik" - mondta Beckel-Mitchener. A munka ösztönözheti az agy felépülésének elősegítésére irányuló kutatásokat az agy véráramának elvesztése után, például szívroham esetén.
Ennek ellenére a tanulmány nem volt olyan közel áll ahhoz, hogy agy, sertés vagy embert a halál után újjáéledje. "Alapvetően, amikor az agy elveszti a keringését, olyan, mintha egy nagyon bonyolult épület éppen millió darabokra összeomlik" - mondta Singhal. Az új munka azt sugallja, hogy ez a módszer "visszaállíthatja az alapok egy részét", de még mindig ott van az agy katedrálisa, amelyet ezen alapra kell építeni - mondta.
