Ученые оживили мозг умершей свиньи

Искусственная система кровоснабжения и особый белковый коктейль помогли ученым "воскресить" мозг свиньи через четыре часа после ее смерти, хотя далеко не все аспекты его работы восстановились. 

"Аналоги нашего препарата BrainEx в будущем могут стать основой для составов, которые помогали бы больным переживать тяжелые инсульты. Оказывается, что мы очень сильно недооценивали способность мозга крупных млекопитающих к восстановлению работы его мелких кровеносных сосудов, клеток и молекулярных сигнальных систем", — заявил Ненад Сестан (Nenad Sestan) из Йельского университета (США).

Мозг давно был признан одним из самых "прожорливых" органов тела человека. По текущим оценкам ученых, на него приходится лишь 2% от массы тела и при этом он тратит до 20% от всего объема энергии, используемой в жизнедеятельности человека. Его нервные клетки начинают гибнуть практически сразу после прекращения кровотока, и всего через семь минут он необратимо умирает.

Это происходит в тот момент времени, когда погибают нервы в нижних отделах ствола мозга, управляющие "автономной" работой мускулов и критически важных органов. Их гибель, как правило, приговаривает человека к смерти, так как без них наше тело даже не способно самостоятельно дышать и управлять работой сердца.

С другой стороны, другие области мозга, как недавно обнаружили ученые из ИВНД и НФ РАН и многие другие научные группы, наоборот, способны выживать на протяжении нескольких часов после наступления кислородного "голода". Подобные открытия заставили биологов искать способы "оживления" мозга и его защиты от гибели после длительной ишемии или тяжелых инсультов.

Сестан и его коллеги сделали большой шаг к решению этой задачи, создав особый жидкий препарат, BrainEx, имитирующий по своему составу, структуре и свойствам кровь и специальную установку, позволяющую прокачивать ее через изолированный мозг, отделенный от тела, и одновременно охлаждать его.

Их работу ученые проверили на трех дюжинах свиней, чей мозг они приобрели на одной из американских скотобоен и доставили в лабораторию примерно через четыре часа после гибели животных. Подключив их к "искусственному телу", биологи следили за тем, как менялось состояние мозга и начинали ли в нем гибнуть клетки, параллельно отслеживая изменения в уровне электрической активности.

Как показали эти опыты, мозг свиней оказался неожиданно стойким к действию недостатка кислорода и питательных веществ даже через четыре часа после смерти животных. Когда ученые подключили его к системе кровоснабжения, все крупные кровеносные сосуды начали прокачивать через себя раствор BrainEx, а через некоторое время восстановилась и работа мелких капилляров.

Подобная процедура, по словам биологов, резко уменьшила число гибнущих клеток и стабилизировала состояние мозга на протяжении всех шести часов эксперимента. Для сравнения, прокачка физиологического раствора привела к тому, что сосуды достаточно быстро пришли в негодность, а внутри тканей мозга начали массово гибнуть клетки и возникать отеки.

Сами нервные клетки при этом сохранили нормальную структуру и вырабатывали электрические импульсы так же хорошо, как это делают нейроны в мозге живых свиней. С другой стороны, ученые не зафиксировали никаких признаков "коллективной" активности в ткани мозга, что говорит об отсутствии сознания и других высших форм нервной деятельности.

Ученые предполагают, это может быть связано с тем, что первая версия BrainEx содержит в себе вещества, которые могут мешать нормальной передаче сигналов между нейронами. В ближайшее время они попытаются понять, так ли это на самом деле, однако проверка этих теорий будет крайне сложной с этической точки зрения.

Как отмечает Nature, публикация даже этой работы вызвала определенные опасения со стороны биоэтиков. Они отметили, что Сестан и его коллеги фактически воспользовались тем, что животные со скотобоен не попадают под действие законов о гуманном обращении с подопытными.

При этом они подчеркивают, что сами ученые не сделали ничего "криминального", однако теперь этой особенность в законодательстве могут заметить менее чистоплотные биологи, а также сторонники так называемой "крионики", считающие, что мозг человека можно безопасно заморозить и разморозить.

Вдобавок, биоэтики отметили, что открытие Сестана и его команды может привести к появлению еще более суровых ограничений на проведение опытов с тканями мозга и забор органов для трансплантации. Они будут связаны с тем, что теперь нельзя определенно говорить, что их обладатель действительно умер и больше не чувствует боли.

Сами биологи категорически отрицают, что пытались восстановить сознание свиней и подчеркивают, что ни сейчас, ни в будущем у них таких планов нет. С другой стороны, они допускают, что аналоги BrainEx и системы их прокачки через мозг можно использовать для изучения "живого" мозга вне тела и проверки различных лекарств.