Jotkut aivotoiminnot voidaan palauttaa kuoleman jälkeen, sikatutkimus ehdottaa
Tutkijaryhmä on palauttanut joitain aivotoimintoja 4 tuntia aikaisemmin kuolleissa sioissa. Tulokset haastavat olemassa olevat käsitteet kuolemanjälkeisestä aivotoiminnasta ja avaavat uusia mahdollisuuksia ihmisen aivojen tutkimiseen.
Nenad Sestan, joka on neurotieteen, vertailevan lääketieteen, genetiikan ja psykiatrian professori New Havenissa (CT) sijaitsevassa Yalen lääketieteellisessä koulussa, ja hänen tiiminsä ovat palauttaneet verenkierron ja solujen toiminnan sikojen aivoissa, postmortem.
Tutkijat varoittavat kuitenkin, etteivät he palauttaneet mitään sähköistä aivotoimintaa eivätkä löytäneet todisteita tietoisuudesta tai havainnoinnista.
Tulokset ovat ristiriidassa aikaisemman uskomuksen kanssa, jonka mukaan jotkut aivotoiminnot menetetään peruuttamattomasti kuoleman jälkeen. Lisäksi tämän tutkimuksen tulokset voisivat tarjota tutkijoille tapaa tutkia aivoja sen ehjässä muodossa.
Prof. Sestan ja hänen kollegansa kertovat kokeestaan yksityiskohtaisesti lehdessä Luonto.
”Solussa aktiivisten aivojen” palauttaminen
Nisäkkäiden aivot, selittävät tutkijat, ovat hyvin herkkiä hapen puutteelle, mikä johtaa hermosolujen kuolemaan ja aivovaurioihin. Hallitseva tieteellinen käsitys on, että soluvaurioiden ketjureaktio, joka happi- ja verenkierron katkaisun laukaisee, on peruuttamaton.
Mutta professori Sestan ja kollegat kyseenalaistivat ajatuksen, että tällainen vahinko on korjaamaton. He tekivät niin havaittuaan merkkejä solujen elinkelpoisuudesta kudosnäytteissä, jotka he analysoivat rutiininomaisesti laboratoriossaan. He näkivät nämä merkit useita tunteja kudoskuoleman jälkeen.
Prof. Sestan ja tiimi kehittivät järjestelmän nimeltä BrainEsim, joka jäljittelee verenkiertoa normaalissa ruumiinlämpötilassa, hypoteesinsa testaamiseksi.
Tässä tutkimuksessa tutkijat hankkivat 32 sikaa lihapakkatehtaalta ja sijoittivat ne BrainiinEsim 4 tuntia sikojen kuoleman jälkeen.
6 tunnin verensiirron jälkeen aivoissaEsim, tutkijat havaitsivat vähentyneen solukuoleman ja joidenkin synaptisen aktiivisuuden palautumisen neuronien välillä. Ne säilyttivät hermosolujen eheyden, ja tutkijat löysivät merkkejä hermosolujen, glian ja verisuonten solujen toimivuudesta.
"Suuren nisäkkään ehjät aivot säilyttävät aiemmin aliarvioidun kyvyn palauttaa verenkierto ja tietyt molekyyli- ja solutoiminnot useita tunteja verenkierron pysäyttämisen jälkeen", kertoo professori Sestan.
Tutkijat kuitenkin korostavat, että he eivät löytäneet todisteita normaalista sähköisestä aktiivisuudesta, joka viittaa täydelliseen aivotoimintaan.
"Emme missään vaiheessa havainneet sellaista järjestäytynyttä sähköistä toimintaa, joka liittyy havaitsemiseen, tietoisuuteen tai tajuntaan", kertoo ensimmäinen kirjoittaja Zvonimir Vrselja.
"Kliinisesti määritelty, nämä eivät ole eläviä aivoja, mutta ne ovat solussa aktiivisia aivoja."
Zvonimir Vrselja
Kliininen merkitys ja eettiset huolenaiheet
Tutkijat selittävät havaintojensa merkityksen. He sanovat, että koskemattomien nisäkkäiden aivojen tutkiminen on ollut haaste, joka on tähän mennessä näyttänyt ylitsepääsemättömältä.
Tämä haaste on estänyt tutkijoita mahdollisuudesta tutkia tiettyjen aivosairauksien alkuperää sekä neuronien välistä yhteyttä.
"Aiemmin olemme pystyneet tutkimaan suurten nisäkässolujen soluja vain staattisissa tai pääosin kaksiulotteisissa olosuhteissa hyödyntämällä pieniä kudosnäytteitä niiden alkuperäisen ympäristön ulkopuolella", kertoo tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Stefano G. Daniele.
"Ensimmäistä kertaa voimme tutkia suuria aivoja kolmessa ulottuvuudessa, mikä lisää kykyämme tutkia monimutkaisia soluinteraktioita ja yhteyksiä."
Stefano G.Daniele
Lisäksi aivotEsim järjestelmä voi jonain päivänä antaa lääkäreille mahdollisuuden vähentää aivovaurioita ja palauttaa aivotoiminta aivohalvauksen jälkeen.
Linkitetyssä toimituksessaan jotkut tutkijat ovat herättäneet eettisiä huolia tutkimuksesta. Esimerkiksi Nita Farahany ja kollegat huomauttavat, että tutkimuksen avaamat keinot korostavat "potentiaalisia rajoituksia tutkimuksessa käytettäviä eläimiä koskevissa nykyisissä säännöksissä".
Tutkimus "kyseenalaistaa pitkäaikaiset oletukset siitä, mikä tekee eläimestä tai ihmisestä elävän", jatkaa Farahany ja hänen kollegansa.
"Tietoisuuden palauttaminen ei ollut koskaan tämän tutkimuksen tavoite", kertoo tutkimuksen tekijä Stephen Latham, joka on Yalen monialaisen bioetiikkakeskuksen johtaja.
”Tutkijat olivat valmiita puuttumaan anestesia-aineiden käyttöön ja lämpötilan alentamiseen pysäyttääkseen organisoidun, globaalin sähköisen toiminnan, jos se ilmenisi. Kaikki sopivat etukäteen, että maailmanlaajuisen toiminnan elvyttämisellä tehdyt kokeet eivät voi edetä ilman selkeitä eettisiä normeja ja institutionaalisia valvontamekanismeja.
