Dažas smadzeņu funkcijas var tikt atjaunotas pēc nāves, liecina cūku pētījumi
Pētnieku grupa ir atjaunojusi dažas smadzeņu funkcijas cūkām, kuras nomira 4 stundas agrāk. Atzinumi apstrīd jau pastāvošos priekšstatus par pēcnāves smadzeņu funkcionalitāti un paver jaunas iespējas cilvēka smadzeņu izpētei.
Nenads Sestans, kurš ir Neilozinātnes, salīdzinošās medicīnas, ģenētikas un psihiatrijas profesors Jeila Medicīnas skolā Ņūheivenā, CT, un viņa komanda ir atjaunojuši cirkulāciju un šūnu aktivitāti cūku smadzenēs, pēc nāves.
Tomēr pētnieki piesardzīgi, viņi neatjaunoja nekādu elektrisko smadzeņu darbību, kā arī neatrada pierādījumus par izpratni vai uztveri.
Atzinumi ir pretrunā ar iepriekšējo pārliecību, ka dažas smadzeņu funkcijas pēc nāves tiek neatgriezeniski zaudētas. Turklāt šī pētījuma rezultāti varētu piedāvāt zinātniekiem iespēju izpētīt smadzenes to neskartajā formā.
Prof. Sestans un viņa kolēģi žurnālā detalizēti izklāsta savu eksperimentu Daba.
“Šūnu aktīvo smadzeņu” atjaunošana
Zīdītāju smadzenes, paskaidro pētnieki, ir ļoti jutīgas pret skābekļa trūkumu, kas izraisa neironu nāvi un smadzeņu bojājumus. Dominējošā zinātniskā izpratne ir tāda, ka šūnu bojājumu ķēdes reakcija, kas izraisa skābekļa un asins piegādes pārtraukšanu, ir neatgriezeniska.
Bet prof. Sestans un viņa kolēģi apšaubīja domu, ka šāds kaitējums ir neatgriezenisks. Viņi to izdarīja, pamanot šūnu dzīvotspējas pazīmes audu paraugos, kurus viņi regulāri analizēja savā laboratorijā. Šīs pazīmes viņi redzēja vairākas stundas pēc audu nāves.
Prof. Sestans un komanda izstrādāja sistēmu ar nosaukumu BrainPiem, kas atdarina asins plūsmu normālā ķermeņa temperatūrā, lai pārbaudītu viņu hipotēzi.
Pašreizējā pētījumā pētnieki ieguva 32 cūkas no gaļas pakošanas rūpnīcas un ievietoja tās BrainPiem 4 stundas pēc cūku nomiršanas.
Pēc 6 stundu ilgas asins pārliešanas uz smadzenēmPiem, pētnieki atklāja samazinātu šūnu nāvi un dažu sinaptisko aktivitāšu atgriešanos starp neironiem. Viņi saglabāja neironu integritāti, un zinātnieki atrada pazīmes, ka neironu, glijas un asinsvadu šūnas bija funkcionālas.
"Liela zīdītāja neskartās smadzenes saglabā iepriekš nenovērtētu spēju atjaunot cirkulāciju un noteiktas molekulārās un šūnu aktivitātes vairākas stundas pēc asinsrites apstāšanās," ziņo prof. Sestans.
Tomēr pētnieki uzsver, ka viņi neatrada normālas elektriskās aktivitātes pierādījumus, kas liecinātu par pilnīgu smadzeņu darbību.
"Nevienā brīdī mēs neievērojām organizētās elektriskās aktivitātes, kas saistītas ar uztveri, izpratni vai apziņu," ziņo līdzautors Zvonimirs Vrselja.
"Klīniski definēts, ka tās nav dzīvas smadzenes, bet tās ir šūnā aktīvas smadzenes."
Zvonimirs Vrselja
Klīniskā nozīme un ētikas problēmas
Pētnieki izskaidro savu atklājumu nozīmi. Viņi saka, ka neskartu zīdītāju smadzeņu izpēte ir bijis izaicinājums, kas līdz šim šķitis nepārvarams.
Šis izaicinājums nav ļāvis pētniekiem izpētīt noteiktu smadzeņu traucējumu izcelsmi, kā arī savienojumu starp neironiem.
"Iepriekš mēs esam spējuši pētīt šūnas lielo zīdītāju smadzenēs tikai statiskos vai lielākoties divdimensiju apstākļos, izmantojot mazus audu paraugus ārpus viņu dabiskās vides," skaidro pētījuma līdzautors Stefano G. Daniele.
"Pirmo reizi mēs varam pētīt lielās smadzenes trīs dimensijās, kas palielina mūsu spēju pētīt sarežģītas šūnu mijiedarbības un savienojamību."
Stefano G. Daniele
Turklāt SmadzenesPiem sistēma kādu dienu var ļaut ārstiem samazināt smadzeņu bojājumus un atjaunot smadzeņu darbību pēc insulta.
Saistītā redakcijā daži pētnieki ir izteikuši ētiskas bažas par pētījumu. Piemēram, Nita Farahanija un viņa kolēģi atzīmē, ka pētījuma iespējas uzsver “potenciālos ierobežojumus pašreizējos noteikumos par dzīvniekiem, kurus izmanto pētījumos”.
Pētījums “liek apšaubīt ilgstošus pieņēmumus par to, kas dzīvnieku vai cilvēku padara dzīvu”, turpina Farahany un viņa kolēģi.
"Apziņas atjaunošana nekad nebija šī pētījuma mērķis," saka pētījuma līdzautors Stīvens Lathams, kurš ir Jeilas Starpdisciplinārā bioētikas centra direktors.
Pētnieki bija gatavi iejaukties, lietojot anestēzijas līdzekļus un samazinot temperatūru, lai apturētu organizētu, globālu elektrisko darbību, ja tā varētu parādīties. Visi jau iepriekš bija vienojušies, ka eksperimenti ar atjaunotu globālu darbību nevar noritēt bez skaidriem ētikas standartiem un institucionālās uzraudzības mehānismiem. ”
