I et skridt hen imod ophængt animation af mennesker har skiver af musens hjerner vist næsten normal aktivitet efter at have været opbevaret ved -150 ° C i op til en uge
Genoplivning af prøver af musens hjerne kunne bringe os tættere på frysende hele hjerner
Skiver af musens hjerne, der blev holdt ved -150 ° C i op til en uge, har vist næsten normal elektrisk aktivitet efter at have været opvarmet. Resultaterne kan føre os et skridt nærmere mod afkøling og genoplivning af hele hjerner til formål, såsom at sætte folk i suspenderet animation til rumflyvninger.
”I øjeblikket er det ikke muligt, men jeg tror, at der er eksisterende teknikker, der kan kombineres for at opnå dette, og der er plads til omhyggelig optimisme,” siger Alexander German ved University of Erlangen-Nuremberg i Tyskland.
Nøglen til kryopreserverende levende væv er at undgå dannelse af iskrystaller. Disse rip -up -molekyler i celler og endnu større strukturer som blodkar, når de vokser, og når den resterende væske i et væv bliver mere koncentreret, gør det også skader. Nogle insekter og et par amfibier og krybdyr producerer kryobeskyttelsesmidler, der hæmmer iskrystaldannelse, hvilket giver dem mulighed for at overleve i temperaturer under nul.
I 1980’erne viste Greg Fahy, nu videnskabelig leder af det Californien-baserede selskab, immun, og William Rall, derefter på kryobiologilaboratoriet i Maryland, viste, at pattedyrceller kunne bevares ved at tilføje kryobeskyttelsesmidler, der resulterer i, at væsker blev til et såkaldt Amorf fast stof, når den afkøles snarere end krystallisering – en proces kendt som forglasning.
Dette fungerer ved stort set at erstatte vandet i celler med kryobeskyttende stoffer, siger tysk. “For konventionelle biologer er det ofte svært at tro, at det er muligt at erstatte størstedelen af vandmolekyler i vævet med forskellige polære opløsningsmidler.”
I 2006 rapporterede Fahy og hans kolleger at genoplive skiver af en rottehjerne efter at have afkølet dem til -130 ° C i korte perioder. Men de begrænsede testresultater, de beskrev, overbeviste ikke neurovidenskabsmænd om, at skiverne havde genvundet normal aktivitet, siger tysk.
Nu er tysk og hans team gået videre. De eksperimenterede først med forskellige kombinationer af kryobeskyttelsesmidler og varierende metoder til anvendelse af dem for at minimere bivirkninger – for eksempel kan kryobeskyttelsesmidler være giftige i de krævede høje koncentrationer, og de kan få celler til at svulme eller krympe.
Forskerne brugte derefter deres optimerede teknik til at afkøle skiver af hippocampi af musens hjerner til -196 ° C med flydende nitrogen, før de opbevares i en fryser ved -150 ° C i op til en uge. Efter at have genoplivet dem lavede teamet et batteri af test, herunder måling af elektrisk aktivitet. Alle resultaterne svarede til dem, der blev set i ikke-cryopreserverede hjerneskiver.
Især var der ingen skade på de delikate synapser, der forbinder nerveceller til hinanden. I en hel hjerne skal denne grad af bedring bevare minder. ”Det ville forventes, men dette skal bekræftes,” siger tysk.
I 2021 blev rottehjerter genoplivet efter forglasning, siger han. Dette blev opnået i rotte -lever i 2022 og i rotte -nyrer i 2023.
”Og vores arbejde viser nu, at det også er muligt at kryopreserve gnaver hjernevævsskiver,” siger tysk. ”Så dette efterlader noget plads til optimisme, at det ville være muligt at kryopreserve hele hjernen og også hele gnaverorganismen på et tidspunkt. Jeg tror personligt, at det er muligt at kryopreserve et helt menneske, og at dette kan have gavnlige anvendelser, hvis det gøres ansvarligt. ”
Selv hvis det bliver muligt at kryopreserve og genoplive sunde hjerner, betyder det ikke, at folk, der kryokonserveres efter døden med disse forbedrede metoder, kunne genoplives. Betydelig skade kan forekomme efter døden, siger tysk.
”Det er et spændende stykke forskning, der skubber grænserne i det fascinerende område med hjernehøjkopreservation,” siger João Pedro de Magalhães ved University of Birmingham i Storbritannien. ”Selvfølgelig er der stadig meget mere forskning, der er nødvendig, før vi kan kryopreserve menneskelige organer, inklusive hjerner, men det er et skridt i den rigtige retning.”
John Baust ved Binghamton University i New York State siger, at arbejdet er et skridt fremad, men resultaterne skal verificeres uafhængigt. Han er heller ikke overbevist om, at denne tilgang vil hjælpe med hele hjerner. ”Helorganisationsglasning og langvarig funktionel opsving er et helt andet boldspil,” siger han.
Selv hvis den forbedrede metode kun fungerer med skiver af hjernevæv snarere end hele hjerner, vil det at være i stand til at opbevare og genoplive hjerneskiver i sig selv være et meget nyttigt værktøj, da skiverne normalt overlever i kun 10 timer.
For eksempel fjernes små levende skiver af menneskelige hjerner undertiden under operationen, siger tysk. Hvis disse kunne opbevares og transporteres, ville det i høj grad øge mulighederne for at bruge dem til at studere hjerneforhold og testbehandlinger.
”Der er enorme potentielle anvendelser af hjerneskive -forskillelse til deling af værdifulde materialer mellem forskellige laboratorier og til at bevare værdifulde hjerneprøver til senere analyse,” siger Fahy.