科学家们第一次成功地让死亡的大脑恢复了活力。 通过一个新系统,神经科学家已经恢复了死亡四个小时的猪大脑的一些细胞和分子功能。
这是一项巨大的成就,预示着一种研究死后大脑的新方法。 它甚至可能导致针对脑损伤和疾病引起的细胞死亡的新疗法。
自从玛丽·雪莱的科幻小说以来弗兰肯斯坦自1818年诞生以来,人类一直梦想着让大脑恢复生命力。 非常清楚的是,这不是我们在这里看到的。
相反,现代猪米修斯试图发现血流停止后大脑中会发生什么,以及细胞死亡是否像看起来那样不可避免。
耶鲁大学神经科学家内纳德·塞斯坦在新闻发布会上解释说:“大脑对氧气水平的变化和血流中断高度敏感。”
“然而,我们实验室和其他人的多次观察对血流停止几分钟甚至几小时后不可避免的广泛细胞死亡这一观点提出了质疑。例如,可以从死后大脑中收获活细胞并在培养皿中培养。这本身表明死后的大脑可能有复活的能力。”
他和他的团队开发了一个名为 Brain 的系统前任- 意思是大脑离体- 由三部分组成。
第一部分是一种合成溶液,设计为在 37 摄氏度左右的体温下以类似于心脏的方式泵入大脑(灌注)。
第二部分是灌注装置本身,它泵送溶液并模仿支持器官。 最后一部分是分离大脑的手术技术。
BrainEx 的简化示意图。 (Vrselja 等人,《自然》,2019)
随后,该团队从一家食品加工厂获取了 32 个猪脑,这意味着无需为了研究而宰杀任何动物,并应用了 Brain前任死亡四小时后的技术,模拟长期脑损伤的影响。
大脑被灌注六个小时。 此时,团队能够观察到大脑之间的明显差异前任大脑和对照大脑,这些大脑要么未经处理,要么用对照溶液灌注。
“我们发现组织和细胞结构得以保留,细胞死亡减少,”塞斯坦说。
“此外,一些分子和细胞功能得到恢复,包括神经胶质和血管对刺激的反应,以及自发的突触活动以及活跃的整体代谢。”
(Stefano G. Daniele 和 Zvonimir Vrselja;Sestan 实验室;耶鲁大学医学院)
多于:10 小时后,左侧是未经治疗的大脑,右侧是 BrainEx。 绿色是神经元,红色是星形胶质细胞,蓝色是细胞核。
然而,绝对没有迹象表明正常大脑功能或必要的有组织的全球活动。。 该团队强烈强调,这不仅不是研究的目标,而且如果他们有任何有组织的全球活动的迹象,他们就不得不终止研究。
事实上,他们已经准备好麻醉和终止协议,以防意识被检测到,并且大脑前任灌注液包含神经元活动阻断剂。
耶鲁大学的生物伦理学家斯蒂芬·莱瑟姆说:“这是全新的,没有任何机构监督。”
“这不是动物研究,因为研究人员的大脑来自于已经死亡的动物。但是,如果意识以某种方式在大脑中诱导出来,我们就没有伦理委员会?他们的组成甚至是为了考虑如何做这些事情。”当你对人类受试者或动物进行研究时,你所做的权衡。”
研究结果确实告诉我们,大脑恢复细胞功能的能力比我们所知的要大得多。 例如,它可能会带来一套改进的工具,用于治疗中风、创伤或长期缺氧。
它提供了一种研究死后大脑的新方法。 研究人员可以使用大脑前任研究损伤对大脑动力学的影响或某些药物的作用。 或者甚至只是大型哺乳动物大脑本身的动力学,这在生物体中很难做到。
“我们的技术需要进一步开发、优化和实施,包括更长灌注时间的研究。这种实验方法可能比本文描述的方法有更广泛的应用,并且可能有助于弥合基础神经科学和临床研究之间的差距,特别是当它涉及对人类大脑来说,”研究人员在论文中写道。
“未来的研究和考虑将刺激这项技术的进一步开发和实施,以研究大型哺乳动物大脑中的广泛科学问题。”
该研究发表于自然。