Photo: DreamsTime
Концепция «криосна» — длительное пребывание в состоянии анабиоза в глубокой заморозке — является неотъемлемой частью мира научной фантастики. Впрочем, ученым удалось не только без повреждений заморозить мозг, но и полностью восстановить его функциональность после «пробуждения». Пока что — у мышей.
Хотя идея мирно дремать, преодолевая огромные расстояния в космосе на борту космического корабля, еще остается мечтой, исследователи все ближе подходят к ее воплощению в реальность. Как подробно описано в исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences ранее в этом месяце, группа исследователей из Университета Эрлангена-Нюрнберга в Германии сумела восстановить активность мозга мышей после тщательного сохранения ткани в стекловидном состоянии — методом, который называется витрификацией, — а затем медленно оттаяла их.
«Если функция мозга является эмерджентным свойством его физической структуры, как мы можем восстановить ее после полного отключения?» — спрашивает ведущий автор и невролог Университета Эрлангена-Нюрнберга Александер Герман в журнале Nature.
Вместо того, чтобы приостанавливать деятельность целых человеческих тел — как Эллен Рипли Сигурни Уивер в научно-фантастическом фильме ужасов «Чужой» — Герман и его коллеги предполагают, что их находки могут заложить основу для защиты мозга после тяжелых травм, сохранения донорских органов или даже приостановления деятельности целых тел млекопитающих путем криоконсервации.
На самом деле, замораживание чрезвычайно вредно для органических тканей, поскольку кристаллы льда могут разрушать клеточные стенки. И это лишь верхушка образного айсберга, с которым пришлось столкнуться исследователям.
«Помимо льда, мы должны учитывать несколько факторов, в частности осмотический стресс и токсичность из-за криопротекторов», — рассказал Герман журналу Nature.
Чтобы избежать образования кристаллов льда, команда сосредоточилась на витрификации в своих попытках восстановить активность замороженных мозгов мышей — она замыкает молекулы в стекловидное состояние путем охлаждения жидкостей с чрезвычайно высокой скоростью.
«Мы хотели выяснить, может ли функция восстановиться после полного прекращения молекулярной подвижности в стекловидном состоянии», — объяснил Герман.
Команда начала с малого — витрифицируя срезы мозга мышей толщиной 350 микрометров для своего исследования. Их погружали в раствор химических веществ для криоконсервации, а затем охлаждали до -320 градусов по Фаренгейту с помощью жидкого азота. После того как образцы провели от десяти минут до семи дней в глубоком морозильнике, команда оттаяла срезы. Они исследовали их с помощью микроскопии и обнаружили, что нейронные и синаптические мембраны остались целыми, несмотря на все пережитое.
«Примечательно, что долгосрочная потенция гиппокампа (ДТП) была хорошо сохранена, что свидетельствует о том, что клеточный механизм обучения и памяти остается работоспособным», — говорится в статье, где имеется в виду устойчивое усиление синапсов между нейронами, которое широко считается клеточной основой обучения и памяти.
Нейроны также реагировали на отклоняющиеся электрические раздражители, но в целом также оставались преимущественно нормальными.
«Эти результаты расширяют известные биофизические границы гипотермического отключения мозга, демонстрируя восстановление после полного прекращения молекулярной подвижности в стекловидном состоянии, и таким образом способствуют достижению цели структурного и функционального сохранения нервной ткани», — пришли к выводу исследователи.
Теперь команда с энтузиазмом стремится опробовать эту технику на тканях человека, а также на целых органах для долгосрочного сохранения.
«У нас уже есть предварительные данные, свидетельствующие о жизнеспособности в ткани коры головного мозга человека», — интригует Герман.
Но прежде чем мы сможем приостановить всю биологическую активность, чтобы находиться в стазисе в ожидании пробуждения в инопланетной планетной системе, впереди еще много работы. В частности, Герман признал, что нам понадобятся «лучшие растворы для витрификации и технологии охлаждения и размораживания», прежде чем метод можно будет применить к «крупным органам человека» — не говоря уже о целых млекопитающих.
Но в любом случае открытие является первым реальным шагом на пути к тому, что человечество тысячелетиями считало недостижимым — бессмертие. Если ученые научатся сохранять мозг в полностью замороженном состоянии без каких-либо потерь функций памяти и сознания, граница между жизнью и смертью может навсегда измениться. Человек будущего, возможно, сможет «поставить себя на паузу» — и вернуться.
Источник: Futurism
Контент сайту призначений для осіб віком від 21 року. Переглядаючи матеріали, ви підтверджуєте свою відповідність віковим обмеженням.
Cуб'єкт у сфері онлайн-медіа; ідентифікатор медіа - R40-06029.