При стимуляции светом сетчатка после смерти излучает специфические электрические сигналы, известные как b-волны. Эти волны также видны в живой сетчатке, и они указывают на связь между всеми слоями макулярных клеток, которые позволяют человеку и другим млекопитающем видеть окружающий мир.
Изучая эти клетки, исследователи провели эксперимент, в ходе которого на мгновение вернули слабое мерцание жизни умирающим клеткам человеческого глаза. По итогам эксперимента ученые поставили под сомнение необратимый характер смерти в центральной нервной системе.
«Мы смогли разбудить фоторецепторные клетки в макуле человека, которая является частью сетчатки, отвечающей за наше центральное зрение и нашу способность видеть мелкие детали и цвета. В глазах донора органов, умершего пять часов назад, эти клетки реагировали на яркий свет, цветные огни и даже очень тусклые вспышки света», – Фатима Аббас, биомедик из Университета штата Юта.
После смерти некоторые органы в теле человека можно сохранить для трансплантации. Но после прекращения кровообращения центральная нервная система, в целом, перестает реагировать на любые реакции, что осложняет доступность органов для пересадки.
Тем не менее, не все типы нейронов выходят из строя с одинаковой скоростью. Разные регионы и разные типы клеток имеют разные механизмы выживания, что значительно усложняет проблему смерти мозга. Изучение того, как некоторые ткани в нервной системе справляются с потерей кислорода, может научить нас кое-чему о восстановлении утраченных функций мозга.
В 2018 году ученые из Йельского университета попали в заголовки газет, когда им удалось сохранить мозг свиней живыми в течение 36 часов после смерти. Через четыре часа после смерти животных они даже смогли восстановить небольшую реакцию, хотя исследование не показало ничего организованного или глобального, что можно было бы измерить с помощью электроэнцефалограммы.
Тем не менее, реакция мозга была достигнута за счет остановки быстрой деградации нейронов животных с использованием искусственной крови, обогревателей и насосов для восстановления циркуляции кислорода и питательных веществ. Похоже, что подобный метод теперь возможен для глаз человека (а также для глаз мышей, над которыми проводили эксперименты). Восстановив оксигенацию и некоторые питательные вещества в глазах донорских органов, исследователи смогли вызвать синхронную активность нейронов после смерти.
"Нам удалось заставить клетки сетчатки "разговаривать" друг с другом так же, как это происходит в живом глазу, чтобы опосредовать человеческое зрение. Прошлые исследования восстанавливали очень ограниченную электрическую активность в глазах доноров органов, но этого никогда не удавалось достичь в макуле, и никогда в такой степени, которую мы сейчас продемонстрировали", – Франс Винберг, соавтор исследования из Университета Юты.
Эксперименты показали, что клетки сетчатки продолжали реагировать на свет в течение пяти часов после смерти человека. Тем не менее, важные межклеточные сигналы b-волны быстро исчезли, по-видимому, из-за потери кислорода. Даже когда ткань сетчатки была тщательно защищена от кислородного голодания, исследователи не смогли полностью восстановить четкие b-волны. Ученые объясняют, что временное возрождение клеток сетчатки, конечно, не означает, что донорские глазные яблоки могут «видеть». Высшие зрительные центры в мозгу необходимы для полного восстановления зрительных ощущений и восприятия.
«Поскольку сетчатка является частью ЦНС, наше восстановление b-волны в этом исследовании поднимает вопрос о том, действительно ли смерть мозга, как она определяется в настоящее время, действительно необратима», – пишут авторы работы.
Если специализированные нейроны, известные как фоторецепторы, могут быть восстановлены до определенной степени, это дает надежду на будущие трансплантации, которые могут помочь восстановить зрение у людей с заболеваниями глаз.
Однако до этого дня еще далеко. Трансплантированные клетки и участки донорской сетчатки должны быть каким-то образом плавно интегрированы в существующие схемы сетчатки, что видится сложной задачей, которую ученые, тем не менее, пытаются решить.
Еще больше интересной информации и познавательных фактов – на нашем сайте.