Ученые впервые сохранили целый мозг на клеточном уровне

Американский стартап Nectome сообщил о необычном результате:  они разработали метод, позволяющий сохранить структуру мозга практически без повреждений после смерти. В эксперименте технология успешно сработала на мозге свиньи — животного, чья нервная и сердечно-сосудистая системы во многом похожи на человеческие. Результаты исследования опубликованы в bioRxiv.

Несколько минут решают все

После остановки сердца ткани мозга начинают быстро разрушаться. Исследователи обнаружили, что у них есть очень короткое окно времени, чтобы этому помешать.

Примерно через десять минут после смерти ученые подключили систему к сердцу животного и удалили остатки крови. Затем через мозг пропустили раствор альдегидов — веществ, которые фиксируют ткани, создавая прочные связи между белками. После этого воду внутри клеток заменили криопротекторами, защищающими ткани от повреждения при замораживании.

Мозг охладили до температуры около -32 °C. В таком состоянии его структура теоретически может сохраняться десятилетиями и даже столетиями.

Однако успех процедуры напрямую зависел от скорости действий. Если консервацию начинали примерно через 18 минут после смерти, в тканях уже появлялись признаки разрушения. Когда задержку удалось сократить до менее чем 14 минут, под микроскопом ученые увидели практически полностью сохраненные нейроны, межклеточные соединения и другие микроскопические структуры.

Можно ли сохранить разум

В основе проекта лежит идея коннектома — своеобразной карты всех связей между нейронами мозга. Многие нейробиологи предполагают, что именно эта сложная сеть хранит информацию о памяти, привычках и особенностях личности человека.

Если такая гипотеза верна, то сохранение коннектома может помочь сохранить информацию, которая делает человека самим собой. Именно поэтому исследователи стремятся максимально точно зафиксировать расположение нейронов и их соединений.

Но между сохранением структуры и восстановлением личности лежит огромная дистанция. Для понимания масштаба задачи достаточно одного факта: составление подробной карты небольшого участка мозга мыши заняло около семи лет, а человеческий мозг примерно в тысячу раз больше.

Кроме того, сегодня не существует технологии, способной вернуть к жизни замороженный мозг или извлечь из него воспоминания.

Проект для неизлечимо больных пациентов

В ближайшие месяцы компания планирует предложить процедуру добровольцам в американском штате Орегон, где закон разрешает медицинскую помощь при уходе из жизни неизлечимо больным пациентам.

После официального подтверждения смерти врачи смогут начать консервацию мозга. Участники программы должны будут передать свои тела и мозг для научных исследований. Предполагается, что образцы будут храниться неопределенно долго в надежде, что будущие технологии смогут извлечь из них информацию.

Почему многие ученые настроены скептически

Не все специалисты считают такой подход перспективным. Биолог Жуан Педро де Магальяйнш из Бирмингемского университета отмечает, что речь идет скорее о химической фиксации тканей, чем о медицинской технологии продления жизни.

По его словам, процедура сохраняет структуру мозга, но не его жизнеспособность. Даже если в будущем удастся создать точную цифровую копию нейронных связей, это еще не означает возвращения человека к жизни.

Схожую осторожность проявляют и другие исследователи. Они напоминают, что карта нейронных соединений сама по себе не объясняет, как возникают мысли, воспоминания и сознание.

Где проходит граница смерти

Несмотря на критику, работа уже вызвала дискуссию среди нейробиологов и специалистов по биоэтике. Исследователи обращают внимание на то, что современные медицинские критерии смерти во многом основаны на прекращении кровообращения.

Если структура мозга сохраняется еще некоторое время после остановки сердца, возникает новый вопрос: насколько четкой является граница между умиранием и окончательной смертью?

Пока исследование не приближает человечество к бессмертию и не обещает возвращения сознания в будущем. Но оно показывает, что сложнейшая архитектура мозга может сохраняться гораздо лучше, чем считалось ранее. А значит, у будущих поколений ученых может появиться материал для исследований, которые сегодня кажутся научной фантастикой.