Хотя свиньи не были реанимированы каким-либо образом, у них действительно была значительная клеточная функция в мозге, восстановленная через несколько часов после смерти.
Когда сердце перестает качать насыщенную кислородом кровь в мозг, тело начинает умирать. Это верно для всех млекопитающих, включая свиней. Вот почему недавний успех профессора Йельского университета Ненада Сестана в восстановлении частичной функции мозга у мертвых свиней был таким поразительным достижением.
Согласно пресс-релизу Йельского университета через Eureka Alert , профессор Сестан смог восстановить кровообращение и клеточную активность в мозге свиньи через четыре часа после ее смерти.
«Мы обнаружили, что структура тканей и клеток сохраняется, а гибель клеток снижается», - сказал Сестан. «Кроме того, были восстановлены некоторые молекулярные и клеточные функции. Это не живой мозг, а клеточно-активный мозг ».
Конечно, гибель клеток не является немедленной и может занять несколько часов, чтобы все клетки окончательно погибли после смерти животного. Тем не менее, в эксперименте профессора Сестана были обнаружены даже клеточные функции, которые, как считалось, прекратились в течение нескольких минут после того, как прекращалось снабжение кислородом, чтобы вернуться к своей нормальной функции. Исследование пролило новый свет на то, насколько чувствительным ко времени или необратимым является остановка функций мозга.
Различие между клеточной активностью и сознанием здесь, однако, является ключевым. Не было обнаружено ни осознания окружающей среды, ни функции мозга высокого уровня. Член команды Звонимир Врселя объяснил, что «вид организованной электрической активности, связанной с восприятием, осознанием или сознанием» нигде не наблюдался. Однако активность нейронов в гиппокампе, а также кровообращение, структура кровеносных сосудов и здоровый воспалительный ответ, безусловно, были. Эти факторы сами по себе делают это замечательно значительным достижением.
В исследовании профессора Сестана, опубликованном в журнале Nature , подробно рассказывается, как команда получила мертвую свинью с мясокомбината и изолировала ее мозг внутри чана, содержащего определенный химический раствор. Процесс наблюдался в течение шести часов с довольно многообещающими результатами.
Идея исследования заключалась в том, чтобы исследовать клетки мозга, пока они функционируют так, как задумано в организме. Хотя ученые могут наблюдать клетки в чашке Петри, Сестан объяснил, что это накладывает определенные ограничения, поскольку «проблема в том, что, как только вы это сделаете, вы теряете трехмерную организацию мозга».
Таким образом, ученый был увлечен разработкой метода изучения клеток мозга, пока еще нетронутых в мозге. Это потребовало шести лет исследований и разработок и тестирования их подхода на 300 головах свиней. Финальная версия технологии, использованной для этого проекта, получила название BrainEx.
«Это действительно был проект « выстрел в темноте », - сказал член команды Стефано Даниэле. «У нас не было предвзятого представления о том, может ли это сработать».
Команда использовала 32 свиньи, которые Даниеле и Врселя чистили на бойне. Они также должны были убедиться, что ткань остыла перед тестированием. Мозги были затем удалены из головы свиней в лаборатории.
Затем команда подключила определенные кровеносные сосуды к устройству, которое закачивало смесь специальных химикатов в орган в течение шести часов. Одним из химических веществ был препарат ламотриджин, который замедляет или блокирует активность нейронов. Он был добавлен в смесь, потому что «исследователи считали, что клетки мозга могли бы быть лучше сохранены и их функции могли бы быть лучше восстановлены, если бы они не были активными».
«Это настоящий прорыв в исследованиях мозга», - сказала Андреа Бекел-Митченер из Национального института психического здоровья. «Это новый инструмент, который ликвидирует разрыв между базовой неврологией и клиническими исследованиями».
Беккель-Митченер также работает с Инициативой BRAIN, которая активно боролась за ускорение исследований в области неврологии и частично финансировала исследования профессора Сестана. Чтобы было ясно, этот эксперимент никоим образом не пытался восстановить сознание - хотя команда была весьма обеспокоена этим.
«Это было то, что исследователи активно беспокоили», сказал Стивен Лэтэм, биоэтик Йельского университета, который работал над проектом. «И причина в том, что они не хотели проводить эксперимент, который поднимает этические вопросы, которые возникли бы, если бы сознание вызывалось в этом мозгу, не получив сначала какого-то серьезного этического руководства».
Эти этические проблемы были в центре внимания других людей в конце этого исследования, как бы то ни было. Согласно NPR , Нита Фарахани из Duke Law School, которая изучает этику, связанную с новыми технологиями, заманчива и обеспокоена возможными последствиями этого проекта.
«Это было потрясающе», - сказала она. «Моя первоначальная реакция была довольно шокирована. Это новаторское открытие, но оно также в корне меняет многие из существующих убеждений в нейробиологии о необратимой потере функций мозга, когда мозг лишается кислорода».
Тем не менее, результат, достигнутый здесь профессором Сестаном и его коллегами, весьма перспективен для будущих исследований сложного клеточного поведения.
«Впервые мы можем исследовать большой мозг в трех измерениях, что повышает нашу способность изучать сложные клеточные взаимодействия и связи», - продолжил Даниэле.
Конечно, с более ясным пониманием того, как работают эти сложные системы, появляется возможность для лечения или даже искоренения изнурительных расстройств головного мозга, от которых страдают пациенты по всему миру. Беккель-Митченер, по крайней мере, надеется, что это исследование является частью этого процесса.
«Это направление исследований дает надежду на улучшение понимания и лечения расстройств головного мозга и может привести к совершенно новому способу изучения посмертного мозга человека», - добавила она.
В настоящее время ученые впервые в истории человечества смогли восстановить значительную клеточную активность мозга млекопитающего через несколько часов после его смерти. С точки зрения научных достижений, это успех сам по себе - даже если свиньи на самом деле не были реанимированы.