4 мин
3 мая 2019 г.

Проснуться после смерти: свиной мозг частично «воскресили»

Когда мертвые начнут думать?
Автор: Никита Орлов

Американские нейробиологи впервые частично восстановили работу головного мозга умерших свиней. Соответствующая статья, опубликованная в недавнем выпуске журнала Nature, вызвала дискуссию среди ученых.

С одной стороны, это однозначный нейробиологический порыв: результаты обещают прогресс, например, в трансплантологии человеческих органов.

С другой стороны, в этой новости есть, прямо скажем, этическая проблема. И очень мрачная. «Лаба» решила разобраться: когда же мертвые начнут ходить среди живых (ну или для начала начнут думать)? 

1. Что же сделали нейробиологи? 

По сути исследование рассказывает о возможностях новой системы BrainEx. Эта разработка американских нейробиологов позволяет частично воспроизвести снабжение головного мозга кислородом. BrainEx представляет собой совокупность насосов, фильтров и датчиков для обеспечения циркуляции перфузата – искусственной крови. Используемое в опытах вещество не содержало кровяных клеток и коагулянтов, однако, включало в себя соединение на основе гемоглобина, переносящее кислород, а также несколько фармакологических агентов.

В эксперименте ученые использовали головной мозг 32 мертвых свиней. Спустя четыре часа после смерти главный орган центральной нервной системы животного помещался в специальную камеру BrainEx. В течение первых двух часов система прогоняла через головной мозг перфузат, повышая температуру в органе с 25 до 37 градусов Цельсия. В остальные четыре часа система поддерживала текущее состояние, а ученые снимали показания.

2. Ну и что – мозги заработали?

Частично. Американские нейробиологи уверяют, что система BrainEx позволила сохранить цитоархитектуру головного мозга и замедлить процесс гибели его клеток, а также возобновить спонтанную синаптическую активность нейронов и церебральный метаболизм (при отсутствии глобальной электрокортикографической активности). 

В итоге магнитно-резонансная томография показала: мертвый головной мозг, функции которого поддерживаются системой BrainEx, анатомически идентичен мозгу живой свиньи.

Отдельный момент – это время после смерти. Если в мозге перестает течь кровь и останавливается подача кислорода, он стремительно разрушается. Поэтому ученые отдельно подчеркнули: при воздействии Brain Ex даже спустя 10 часов после смерти свиньи клеточная структура ее гиппокампа, неокортекса и мозжечка остаются в состоянии, будто бы после смерти прошел всего лишь 1 час.  Такой результат можно считать больших успехом.

Проведенные опыты, по мнению ученых, демонстрируют способность неповрежденного головного мозга крупного животного сохранить часть своих функций после сравнительно продолжительной гипоксии (кислородного голодания). Ранее ученом удавалось сохранить на несколько недель только отдельные нервные ткани и клетки, но не глобальную трехмерную структуру головного мозга крупного животного.

3. А что не заработало?

Говорить о полном восстановлении работоспособности головного мозга после смерти нельзя ни в коем случае! 

Нейробиологам не удалось восстановить глобальную электрическую активность, с которой связывают ключевое проявление мозговой деятельности человека – сознание.

Подтверждением этого стала прямая линия на электроэнцефалограмме, указывающая на отсутствие альфа- и бета-ритмов электрической активности головного мозга. Всплески альфа-ритма характерны для состояния спокойного бодрствования, а всплески бета-ритма указывают на усиление внимания и эмоциональное напряжение.

Отсутствие подобных показателей убедило создателей системы BrainEx в этичности своих экспериментов: если частично оживший головной мозг животного не демонстрирует признаков глобальной электрической активности, то можно быть спокойными. Это верный признак, что подопытная свинья не испытывает боли и никак не воспринимает окружающую среду (то есть не имеет чувств). Следовательно, с ее органом можно делать все, что угодно.

4. То есть «воскрешенный» мозг не умеет чувствовать?

Вероятно, что пока не умеет. Но с этим согласны не все ученые. Коллеги создателей BrainEx изложили свою точку зрения по этому вопросу в комментарии к публикации в Nature

Оппоненты обратили внимание на то, что зарегистрированные в ходе эксперимента данные электроэнцефалографии могут быть обусловлены не отсутствием активности мозга свиней, а спецификой опыта. 

По мнению коллег авторов, создатели BrainEx включили в состав перфузата несколько фармакологических агентов, которые ингибируют (подавляют) нейронную активность. Авторы исследования на это ответили, что использовали эти вещества, потому что нервные ткани восстанавливаются быстрее при условии понижения клеточной активности. По крайней мере, экспериментаторы основывались на этой теории.

Критики работы предполагают: полное восстановление работы головного мозга может потребовать экстремальных методов, напоминающих электрошоковую стимуляцию в кардиологии, а также продолжительного охлаждения органа. 

Эта дискуссия в итоге пришла к нехитрому выводу: необходимо проводить дальнейшие эксперименты, в том числе и в других научных лабораториях. Задача – не только воспроизвести уже полученные результаты, но учесть и просчитать большее число параметров.

5. А что же человек? Получается, скоро наши мозги будут думать в колбах?

Далеко не факт, что это получится сделать. С точки зрения «воскрешения» человека главной проблемой остается вопрос: а каковы вообще критерии смерти головного мозга? 

Критики эксперимента BrainEx считают: электроэнцефалографию нельзя считать точным методом, указывающим на способность головного мозга к сознанию. Тем более, что при эксперименте использовались вещества, которых может оказаться недостаточными для обезболивания в случае, если головной мозг действительно ожил. Также критики требуют скорректировать процедуру перфузии (кровоснабжения) головного мозга и набор обезболивающих агентов применительно к различным группам подопытных животных, в частности, свиньям, собакам и приматам. 

Только после сбора и обработки максимально возможных данных наука сможет уверенно говорить о восстановлении работы мозга после смерти. И это не гарантирует, что «воскресить» мозг можно целиком.

С фундаментальной точки зрения, эксперименты с BrainEx поднимают вопрос: что делает животного (и человека в том числе) живым? И каких признаков достаточно, чтобы считать его мертвым? 

Проблема соотнесения сознания и мозга, столь любимая советскими и российскими нейрофизиологами, теперь выходит на новый уровень.

6. Узнать больше

Тема «воскрешения» мертвого мозга перекликается с еще одним недавним медицинским прорывом: обнаружением сознания в мозгу пациентов-«овощей». Каким образом британский невролог Эдриан Оуэн научился общаться с пациентами в вегетативном состоянии и «вытаскивать их на поверхность» – читайте в этом тексте:

 

Похожие материалы

ГМО-обезьяны становятся умнее! Когда война с макаками?

Текст
4 мин

Боитесь болезней мозга? Невролог дает советы

Гайд
5 мин

Человек умнее животных, потому что у него больше нейронов в мозге. Да или нет?

Текст
2 мин