細思極恐,大腦死亡四小時竟被復活!

2021-01-08 手機鳳凰網

來源:Nature、科學網(ID:sciencenet-cas)、原理(ID:principia1687)、npr等

已經死亡4個小時的大腦再度被復活這真的實現了

4月18日,Nature封面重磅發布耶魯大學最新研究

豬大腦在死亡4小時後成功復活,並維持了至少6小時。

過去,我們會一致認為:腦死亡,即宣告著生命活動的終結。這個觀點在醫學界和法律界也盛行已久。

然而,Nature封面文章向「死亡」投擲了一枚重磅炸彈,顛覆了人們的認知——豬大腦在死亡4小時後復活了!消息一出,便引發了一場規模不小的倫理激辯。

來自耶魯大學的科學家們構建了一個名為BrainEx的系統,向腦細胞輸送營養和氧氣來模擬血液流動——該系統讓死亡數小時的豬大腦恢復了腦循環和部分腦細胞功能,並至少維持了6小時!

雖然實驗中沒有恢復意識,但是研究人員提出的這一發現可能產生倫理問題,甚至是關於死亡的本質等更根本的問題。同時,可能會對復甦人和移植器官的死亡指南協議的法律和醫學定義產生根本性影響。

科學家到底對豬的大腦做了什麼?

故事要從一個屠宰廠說起。

這一天,有32頭豬被宰殺了。這些豬的大腦本應直接丟棄,但是耶魯大學的神經學家把它們帶回了實驗室,他們在豬被宰殺4個小時之後,將大腦從頭骨中取出。

32例豬的大腦被連接到了一個名為BrainEx的系統上。這是一個體外灌注系統,它由泵、加熱器和過濾器組成。通過這個裝置,研究人員向豬的大腦中泵入一種與血液類似的液體,為腦細胞輸送營養和氧氣,整個灌注的過程長達6小時。

BrainEx原理圖

驚人的事情發生了!

在6小時灌注期內,32個大腦竟然恢復了主要動脈、小血管和毛細血管的循環!通常會在身體死亡之後出現的腦細胞損傷數量得到了減少,大腦的免疫系統似乎在工作!部分神經元甚至出現了自發的突觸活動!它們和一些其他的腦細胞重新啟動了正常的代謝功能。而在另一組沒有灌注營養溶液的實驗中,大腦的細胞結構和大腦結構都出現了坍塌。

不過,這是否意味著,我們可以在人死之後讓大腦復活?

目前來說,還完全不是。

從這個實驗中,研究人員只看到了有限的跡象表明個別腦細胞仍然存活和工作,但他們並沒有發現整個大腦的所有腦細胞出現某種協調的電子模式,這意為著並沒有出 現實現複雜的大腦活動、感知或意識。要讓這樣的高級功能變得可能,還需要一個巨大的飛躍。耶魯大學的神經系統科學家Nenad Sestan教授,也是這項研究的主導者說:「這不是一個活的大腦,而是一個仍有活躍細胞的大腦。

他們猜想,重啟大腦活動可能需要電擊,或者將大腦長時間保存在富氧溶液中,讓細胞從缺氧狀態下受到的損傷中恢復過來。

由於新鮮的灌注液供應有限,而且很難有人持續監控和調整BrainEx系統,研究小組在6個小時後停止了實驗。因此靠灌注能把豬腦的這些功能維持多久,目前還不好說。

有學者提出,一個類似於BrainEx的系統,未來可能治療人類因缺氧造成的腦損傷;又或者這項技術可以讓科學家在器官上而不是人身上測試退行性腦疾病的藥物。不過科學家表示,BrainEx系統距離人體應用還很遙遠,而第一個障礙就是必須把大腦從頭骨中取出來。

在死亡的10小時後,豬的大腦的細胞會退化(左),而在通入了Brain Ex系統的腦細胞(右),神經細胞(綠色)星形膠質細胞(紅色)會保持健康。| 圖片來源:STEFANO G. DANIELE, ZVONIMIR VRSELJA/SESTAN LAB/YALE SCHOOL OF MEDICINE

相關倫理道德問題接踵而至

這項新的研究對大腦損傷與大腦死亡的永久性提出了一個尖銳問題。它讓我們不禁懷疑,我們可能大大低估了大腦的恢復能力。

在此之前,無論神經學家還是腦科醫生,都普遍抱有兩種觀念:

第一,哺乳動物的大腦非常脆弱,一旦中斷血液流動,大腦的神經活動和意識就無法挽回地喪失。

第二,除非迅速恢復血液循環,否則細胞死亡和機體死亡的進程是不可逆轉的。

也就是說,沒救了。正因如此,世界上有幾十個國家通過了腦死亡立法,官方認定腦死亡就是真正的死亡。

但現在我們知道,即便在死亡4小時之後且不冷卻的情況下,仍然有一些細胞活動可以「復活」。細胞死亡的持續時間比我們原本想像的更長,大腦的存活時間也比之前認為的要長得多。

這項發現可能對器官捐贈產生實際和倫理上的影響。在一些歐洲國家,心臟病發作後無法復甦的急救人員有時會使用一種系統,通過向身體泵入含氧血液來保存器官以供移植——但不是向大腦。

俄亥俄州克利夫蘭凱斯西儲大學的生物倫理學家斯圖爾特揚納說,如果BrainEx等技術得到廣泛應用,延長復甦窗口的能力可能會縮小合格器官捐贈者的數量。他補充道:「潛在捐贈者(他們甚至可能不是捐贈者)的利益與等待器官移植的人之間存在著衝突。」

不過在短期之內,對於腦死亡之後的器官捐贈或許並不會有太多影響。因為這一類捐贈器官通常來自於受到了嚴重的腦損傷的患者,他們的腦幹不再能正常行使功能,而腦幹是對生命至關重要的一個大腦部分。在現有的技術條件下,還沒有人在檢測顯示出了腦幹死亡後還能恢復的。

未來之路,道阻且長

科學家和政府不得不面對在沒有身體的情況下創造有意識的大腦所涉及的相關法律和倫理困境。研究人員試圖在無實體大腦中創建意識之前,應該進行更廣泛的倫理討論。

BrainEx的研究及其後續工作肯定會激發更多的公開討論。這場辯論可能有助于澄清,某個人應該去捐獻器官(死),還是爭取復甦(生),究竟該用哪個標準判定。

當然,有許多網友們也對此次研究表示擔憂:這就是殭屍啟示錄的開始嗎?

值得注意的是,世界各地已有數百人付費冷凍和儲存大腦,希望有一天科學家們能讓他們復活。

1955年,20世紀最偉大的科學家,阿爾伯特·愛因斯坦逝世。他在1915年發表的廣義相對論,直到100多年後的人們才通過事件視界望遠鏡「拍攝」到了黑洞,首次證明了廣義相對論是正確的。

人們經常也會感慨:人間何時才能再出現一個愛因斯坦。

若是大腦復活的技術能夠成真,能夠讓諸如愛因斯坦這樣的偉人的大腦得到「永恆的生命」,也未嘗不會加速推進人類文明的進步。

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