Исследователям из Йельского университета удалось «оживить» мозг свиньи спустя четыре часа после смерти животного. Об успехе они рассказали в журнале Nature.
Полученные результаты могут вызвать дебаты о том, где же пролегает граница между жизнью и смертью, а также расширить возможности для исследования болезни Альцгеймера и других поражений мозга.
Ученые отобрали 32 свиньи со скотобойни. Спустя четыре часа после смерти животных они подключили их извлеченный из черепа мозг к специальной системе, которая снабжала его синтетической кровью, обогащая ткани кислородом и доставляя к ним лекарства, предотвращающие гибель мозга. На таком «искусственном жизнеобеспечении» мозги провели еще шесть часов.
Исследователям удалось не только замедлить гибель клеток мозга, но и восстановить работу кровеносных сосудов и даже некоторую его активность — ученые обнаружили сохранившие работоспособность синапсы.
Мозг использовал столько же кислорода, сколько нужно мозгу живой свиньи, и так же реагировал на лекарства. Исследователи подчеркивают, что на электроэнцефалограмме не было никаких признаков активности мозга, которая бы указывала на работу сознания. Они беспокоились, что эксперимент может оказаться слишком удачным и мозг начнет работать так же, как у живой свиньи. Поэтому они тщательно контролировали активность мозга, готовые использовать анестетики и прекратить эксперимент. Для экспериментов подобного рода, с уже не живыми животными, но еще не до конца мертвыми, пока что нет стандартизированных этических требований.
«Гибель клеток в мозге происходит через более длительное время, чем мы считали ранее, — говорит профессор нейробиологии Ненад Сестан, один из авторов работы. — Мы показали, что гибель клеток — это постепенный, поэтапный процесс.
Его можно замедлить, а местами даже обратить вспять».
Авторы работы рассчитывают, что сделанные в ходе эксперимента наблюдения будут полезны для исследований болезни Альцгеймера. Обычно ученым приходится работать с замороженными фрагментами мозга или культурой клеток, что не дает возможности составить целостную картину о работе мозга. Но «живой» мозг, подключенный к системе снабжения кислородом и лекарствами, существенно расширит их возможности.
Кроме того, он позволит изучать процессы, происходящие в мозге при инсульте и восстановлении от него, а также последствия длительной гипоксии.
«Это направление исследований может привести к совершенно новому способу посмертного изучения мозга, — говорит доктор Андреа Бекел-Митченер. — Также результаты могут стимулировать исследования по разработке способов восстановления мозга после остановки его кровоснабжения».
Авторы работы избегают делать громкие заявления. Они отмечают, что пока рано говорить о возможностях восстановления после поражений мозга.
Результаты заставили некоторых специалистов по этике задуматься, когда же в таком случае можно считать, что мозг умер и спасти человека нельзя — чаще всего именно такие люди становятся донорами органов. До сих пор считалось, что после регистрации смерти мозга шансов на спасение у пациента нет. Но если дальнейшие исследования покажут, что работоспособность мозга можно восстановить, врачам придется пересмотреть свое понимание смерти.
Годом ранее ученым удалось заставить свиной мозг проработать вне тела 36 часов. Ученые использовали около 200 мозгов свиней со скотобойни и подключили их к замкнутой системе жизнеобеспечения BrainEX, которая обеспечивала мозг насыщенной кислородом кровью. Как выяснилось, мозг способен работать вне тела более суток. Мыслить и находиться в сознании он не может — в его работу вмешиваются вещества, не позволяющие тканям разбухать. Но ученых удивило, что миллиарды отдельных клеток в мозге оказались здоровыми и способными к нормальной активности.
Мозг свиньи имеет много общего с человеческим. По мнению ученых, дальнейшая работа в этой области позволит сохранять и мозг человека отдельно от тела. «Это уникальное нововведение, но оно не слишком отличается от хранения почки», — отметили исследователи.