Ученые впервые восстановили работоспособность замороженных фрагментов мозга

Ученые из Университета имени Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге и Эрлангенской университетской клиники впервые смогли сохранить фрагменты головного мозга методом экстремальной заморозки и успешно восстановить их функциональность, сообщает журнал PNAS.

В природе существуют аналоги выживания в условиях экстремального холода. Например, сибирская саламандра способна десятилетиями находиться в вечной мерзлоте при минус 50 градусах, благодаря выработке глицерина, который защищает клетки от разрушения. Как объясняет руководитель отдела молекулярной неврологии Александр Герман, даже маленькие ледяные кристаллы разрушают клетки, разрывая их оболочки и связи. Схожий принцип применяется при химической заморозке эмбрионов человека, когда вода в клетках превращается в стеклообразное состояние без образования ледяных кристаллов.

До недавнего времени считалось невозможным заморозить нервную ткань с сохранением функций из-за сложности мозговой структуры и токсичности обычных антифризов. Исследователи создали специальный состав и точный процесс охлаждения, заморозив участок мозга грызуна до минус 130 градусов. Для эксперимента выбрали гиппокамп, отвечающий за память и обработку информации. После разморозки под микроскопом оказалось, что структура ткани полностью сохранилась.

Размороженные нейроны вновь начали передавать электрические сигналы друг другу. «Сложная сеть синапсов осталась функциональной», — отмечает Герман. Более того, клетки смогли усиливать свои связи, что критически важно для обучения и формирования памяти. Этот сложный процесс удалось зафиксировать впервые в истории науки.

Новый метод позволяет долго хранить мозговые ткани в рабочем состоянии, что открывает возможности для изучения удаленных участков мозга после операций, тестирования новых лекарств и исследования заболеваний нервной системы. Александр Герман считает, что в будущем технология может позволить погружать целые организмы в искусственный сон с последующим возвращением к жизни, что будет полезно для космических полетов и лечения неизлечимых сегодня болезней.