Учените възстановиха някои функции на мозъка на свиня, четири часа след нейната смърт

6
1138

Учените създадоха специализирана апаратура, която дава възможност за възстановяване на основните функции на мозъка на млекопитаещите и съхраняване на неговата структурна цялост няколко часа след смъртта. Успешният експеримент, който продължи шест часа, бе проведен със свински мозък, четири часа след неговата смърт. Новата технология дава недостъпна до днешен ден възможност за изследването на редица функции на главния мозък. Научната статия бе публикувана в списание Nature. Авторите на това изследване още през месец април 2018 година са съобщили за своите експерименти пред Етичния комитет на здравеопазването на САЩ, но тогава не са публикувани подробности.

Главният мозък на млекопитаещите е изключително чувствителен към кръвоснабдяването и към нивото на кислорода в клетките. Счита се, че няколко минути са достатъчни мозъкът да получи непоправими уреждания и личността да умре. Клетките деградират, а връзките между невроните се разграждат. Всичко това, както и образуването на тромби в малките кръвоносни съдове, пречи на изучаването на функциите на мозъка в динамика – в реално време. Замразяването и консвервацията позволяват само статични изследвания.

Но редица наблюдения поставят под въпрос неизбежната смърт на нервните клетки в продължение на няколко минути и дори часове след прекратяване на кръвообращението. Някои учени са на мнение, че тези ограничения могат да бъдат избегнати. Досега те успяваха да получат жизнеспособни клетки и тъкани както от животни, така и от хора, както и да фиксират електрофизиологическа активност дълго време след смъртта на организма. Известно е, че митохондриите в кората на главния мозък на човека могат да функционират 10 часа след смъртта. Описан е и случай на пълно възстановяване функциите на човешки мозък в условия на понижена температура след продължително спиране на сърцето. И накрая, наскоро бяха публикувани данни показващи, че премахването на тромб в рамките на 16 часа, увеличава шансовете за добър изход след исхемичен инсулт.

Екип учени пот ръководството на Ненад Сестан (Nenad Sestan) от Йейлския университет създадоха високотехнологична система за защита на изолиран главен мозък от бързо разрушаване. Те представиха хранителен разтвор за мозъка, както и специална хирургична операция за неговото извличане. Изследователите показаха, че определени функции на мозъка могат да се запазят продължително време след смъртта и че съществува частична възможност за тяхното възстановяване.

Въпросната високотехнологична система носи името BrainEx (BEx) и може да поддържа в главния мозък циркулацията на специалния разтвор за перфузия (оросяване), която е сходна на физиологическото оросяване. С помощта на тази апаратура е възможно да се извършва перфузия с налягане 20-140 милиметра живачен стълб, честота 40-180 удара в минута и температура 3-42 градуса по Целзий. Системата разполага със специални механизми за обогатяване на разтвора с кислород и за неготовото почистване от токсините. Мозъкът се поставя в сферична камера, в която се поддържа 95% влажност, за да не може мозъкът да пресъхва и едновременно с това „да не се къпе в течност“. Разтворът за перфузия на екипа учени се базира на хемоглобин, но без клетъчни елементи. При хирургичната процедура, разработена от изследователите, главният мозък и неговите съдове се отделят на ниво над продълговатия мозък.

При експериментите учените са използвали около 300 свински глави, получени от местното месопреработващо предприятие. Възрастта на животните е около шест до осем месеца. След усъвършенстване на технологията са получени 32 свински мозъка. Учените са ги разделили на четири експериментални групи: оросяване с контролна течност, перфузия с течността BEx, без перфузия и мозъци за изследване един час след смъртта. Свинските мозъци са включвани към системата BEx 4 часа след смъртта, а времето на наблюдение на мозъка е с продължителност 6 часа. Тоест, мозъкът частично е функционирал 10 часа след смъртта.

Изследвайки тези мозъци учените откриха, че специфичните клетъчни функции са се съхранили: тъканите са реагират на фармакологичното и имунологичното въздействие, отбелязана е спонтанната активност на синапсите и активен метаболизъм на участъци от мозъка. След тези експерименти учените отбелязаха, че способността за възстановяване на мозъка на големите млекопитаещи в специални условия, определено е недооценена.

В групата мозъци, включени към системата чрез разтвора за перфузия BEx е съхранена анатомичната и клетъчната структури, съдовете са осигурявали циркулацията на хранителния разтвор, поддържа се метаболизма на тъканите и електрическата активност на невроните. Учените разкриха, че съхраняването на клетките в различните участъци на мозъка се различава. Така например в полето СА1 на хипокампа, особено чувствително на отсъствието на кислород, почти всичко се разрушава само един час след смъртта. И в тъканите на мозъците, захранвани с контролен разтвор, разрушението на тази област е също толкова бързо.

Лявото изображение показва мозък, оставен без перфузия, а дясната – хипокампа на свински мозък, получил оросяване с помощта на технологията BrainEx. Мозъкът без оросяване загива твърде бързо

Изследователите отбелязаха, че не се наблюдава никаква глобална електрическа активност на главния мозък, което означава, че липсват възприятие и съзнание.

„Това ново направление на научните изследвания може да доведе до създаването на нови методи за посмъртно изучаване на главния мозък. Новата технология разкрива непознати досега възможности за изучаването на сложните взаимодействия на клетките и невронните мрежи, които са невъзможни при другите методи за съхраняване на тъканите. Тази технология може да стимулира създаването на съвсем нови начини за възстановяване на мозъка след прекратяването на неговото кръвоснабдяване – например при инфаркт на миокарда“ – заяви Андреа Бекел-Митченър (Andrea Beckel-Mitchener), лекар от проекта „Изследване на мозъка чрез иновационни невротехнологии“ (BRAIN Initiative).

В изводите на своята научна работа специалистите отбелязват, че тяхната технология може да създаде нови мостове между клиничните изследвания и теоретичната неврология. Едновременно с това те подчертават, че разкритите нови възможности повдигат и нови етични въпроси: необходими са съвсем ясни и детайлни стандарти, които да предотвратят вероятността от възстановяване на съзнанието и другите функции на главния мозък, поддръжката на които може да предизвика страдание с непозната към днешен ден сила.

New York Times от своя страна отбеляза, че появата и на съзнание засега е все още твърде далече. Учените не са фиксирали каквато и да била координирана активност в частично оживения мозък.

Въпреки това, само по себе си, частичното оживяване на отделни части на мозъка след смъртта на пациента противоречи на всичко, което е известно на съвременната медицина.

 

Възникват и нови философски въпроси:

„Досега имахме ясни граници за това, кое е живо и кое не. Никога не сме си помисляли, че може да съществува категорията частично живо“ – каза Нита Фарахани, биоетик и професор по право в университета Дюк. „Ако изобщо съществува проблем, който заслужава широко обществено обсъждане, то този е именно такъв“.

Авторите на това изследване се надяват, че тяхната научна работа ще открие нови възможности за лечението на сърдечните пристъпи, травмите на мозъка и заболяванията от типа на болестта на Алцхаймер.

Без съмнение, тези изследвания ще подпомогнат и развитието на изкуствения интелект. Да си припомним, че в края на миналата година учените от Манчестърския университет стартираха най-големия електронен мозък в света. Това е суперкомпютърът SpiNNaker с един милион ядра и 1200 взаимосвързани дънни платки, които съвместно работят като човешки мозък. SpiNNaker не само „мисли“ като мозък. Той създава имитация на различните структури на невроните в човешкия мозък и реализира работата на много голям брой неврони в реално време, много повече, отколкото който и да е друг компютър. Новата научна работа очевидно ще даде нова информация за този проект, който може да стане много по-съвършен.

Няма как и да не си припомним прогнозата на Рей Курцвейл, която директно заяви, че към 2030 година човешкият мозък ще се обедини с облачните услуги. Ученият футуролог, който е технически директор на Google предсказа, че след около петнадесет години ще бъде осъществена непосредствена връзка на човешкия мозък и електронен облак. Сега представените нови технологии явно са в състояние на ускорят този процес. Може да се каже, че ни очакват интересни времена.

6
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
4 Коментари
2 Отговори на коментарите
3 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
5 Автори на коментарите
АтанасМакаронПарламентАрхитектЕмил Автори на последните коментари
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Емил
Емил

Трябваше ръководителят на екипа да се казва д-р Франкеншвайн.

Архитект
Архитект

2030-2040 г. може и да има някакво свързване на човешки мозък с компютър.
Обаче 2020 е твърде рано.
Стига сте правили свърки на този и онзи футуролог и шаманин.

Атанас
Атанас

Сещам се за „Главата на професор Доуел“ – май животът доказва, че всичко, за което хората фантазират, мечтаят, изричат, започва да се сбъдва. Отнема години, но се сбъдва – Леонардо да Винчи, Жул Верн и т.н.

Макарон
Макарон

Ако наистина е така, се оказва ,че никой не мечтае за мир и благоденствие.

Атанас
Атанас

Филма „Sphere“ (1998) е много добър, и там става дума точно за тия неща.

Парламент
Парламент

Има и тука една свинеферма, ама само с 240 прасета в нея. Не ви ли трябват?