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Nature:死了4小时的大脑又活过来了!

时期:2021-12-31 04:17 点击数:
本文摘要:丧生,是不可逆的吗?科幻电影中,身体早已丧生而大脑还能思维的剧情,知道能构建吗?近期一期的Nature封面文章令其人们对丧生的观点天翻地覆:科学家顺利完全恢复了早已丧生的猪大脑的部分功能[1]。既往人们根深蒂固地指出,大脑的血可供一旦暂停,神经元也将很快再次发生坏死发炎,其功能不能完全恢复;即使血可供暂停只有数秒或数分钟,脑的结构功能也不会受到不可逆的伤害[1]。然而,从上世纪开始,就仍然有人企图挑战这个观念。

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丧生,是不可逆的吗?科幻电影中,身体早已丧生而大脑还能思维的剧情,知道能构建吗?近期一期的Nature封面文章令其人们对丧生的观点天翻地覆:科学家顺利完全恢复了早已丧生的猪大脑的部分功能[1]。既往人们根深蒂固地指出,大脑的血可供一旦暂停,神经元也将很快再次发生坏死发炎,其功能不能完全恢复;即使血可供暂停只有数秒或数分钟,脑的结构功能也不会受到不可逆的伤害[1]。然而,从上世纪开始,就仍然有人企图挑战这个观念。

有科学家曾在动物心脏停跳后马上将大脑降温、将或实验用液体泵入脑可供血血管,还能让大脑存活一段时间[2]。还有研究曾表明离体一段时间后的脑细胞仍有某些功能,比如黏液蛋白[3]。但是,此前还没有人遇过让早已“杀”了好几个小时的大脑“死而复生”。

而如今,Nature上的这项研究政治宣传了人们的了解。这项研究由由耶鲁大学科学家们展开。他们挑选了屠宰场屠宰的猪的为实验对象。这些猪头颅已和身体离断,用于加工食品,原本这些大脑将被弃置,但是在科学家手里,它们获得了“重生”——是知道,重生。

在实验用猪丧生4小时后,科学家将一些大脑相连上了一种类似装置——BrainEX。BrainEx是耶鲁大学研究者设计生产的、专门用作研究离体大脑的体外灌入系统。

灌入系统通过双侧颈动脉相连大脑的循环系统,传感器将持续灌入转化成为脉冲式的灌入。实验大脑一共分成四组。在获得大脑的4小时后,实验组流经类似的灌入液BEx,对照组流经对照液,两组灌入皆持续6小时,一共10小时;一组不相连灌入系统,仅有摆放10小时;以上三组在试验完结后展开处置仔细观察,还有一组在获得后冲洗1小时就展开处置仔细观察,作为离体时间最短的长时间对照。

研究者仔细观察了脑和神经元的的结构、新陈代谢活性、以及细胞的功能。实验结果显示,BrainEx需要很好地完全恢复脑血液循环系统中的血流,甚至连毛细血管都能获得较好灌入,血管对阔血管药物也有反应。与对照组比起,BEx灌入实验组神经元形态和密度以求维持。神经胶质细胞也留存完好无损。

且静脉注射炎性刺激物后,胶质细胞获释炎症介质的能力与长时间对照异于。另外,研究者还找到神经元内的线粒体、外包覆的髓鞘结构皆完好无损;神经元结构留存完好无损,神经元产生动作电位的能力完好无损;脑细胞对灌入液中的氧和糖利用能力、获释二氧化碳的能力与长时间对照比起无上升。这些结果连研究者们自己也始料未及。

“我们的研究表明了细胞的丧生是循序渐进的,有些过程可以被延期,制止甚至反败为胜。”论文的通讯作者Sestan说道。“我们未曾想起我们需要取得这样的结果——细胞功能能留存到这个程度。

我们知道很愤慨。”仍然以来,很少有方研究原始大脑的功能,这套系统获取了一个有可能的手段;卒中、脑损伤等疾病的化疗也有可能借此受益。但研究者也认为,若要将BrainEx系统应用于人体,还有很长一段路要回头。灌入液中的成分有可能引起反应,而伦理学方面的问题堪称不容忽视[5]——重新启动大脑生物学功能,否也能重新启动大脑的意识,甚至思维、情绪、人格?这次研究团队仍未仔细观察到遍布整个大脑的实时电活动——实时电活动才意味著大脑高级功能的修复,甚至是意识的完全恢复。

研究者指出,“重新启动”大脑电活动有可能必须一次外来的电性刺激,或者让细胞在留存液中灌入时间更长,来完全恢复已损毁的细胞功能。然而,在早已丧生的生物上新的引发意识,换句话说,有意识而没身体的不存在,这是前所未有的。

研究者对这个问题也有提早了解。团队的另一名科学家Latham说道,他们回应有充分准备——如果仔细观察到了实时电活动,将用于麻醉药和低温诱导这种电活动。在对这个问题的伦理标准和监管机制经常出现之前,“重新启动意识”不不应继续下去[5]。离体大脑的意识将不会是什么样?密歇根大学教授Mashou指出,“一个没其他器官、没外周性刺激的大脑,产生出来的意识不会是什么样?这个问题难以想象。

”另外,这项实验结果也可能会给脑死亡辨别、器官移植等领域带给一番震动。


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