In un esperimento radicale in cui alcuni esperti si chiedono cosa significhi essere "vivi", gli scienziati hanno ripristinato la circolazione del cervello e alcune attività cellulari nel cervello dei maiali poche ore dopo la morte degli animali in un macello.
I risultati, sebbene ottenuti nei suini e non nell'uomo, sfidano la visione di lunga data secondo cui, dopo la morte, le cellule cerebrali subiscono danni improvvisi e irreversibili.
Invece, i risultati, pubblicati oggi (17 aprile) sulla rivista Nature, mostrano che il cervello di un grande mammifero "conserva una capacità precedentemente sottovalutata di ripristino" della circolazione e di alcune attività cellulari poche ore dopo la morte, ha detto lo studio senior autore Nenad Sestan, professore di neuroscienze, medicina comparata, genetica e psichiatria alla Yale School of Medicine di New Haven.
"La principale implicazione di questa scoperta è che ... la morte cellulare nel cervello avviene attraverso una finestra di tempo più lunga che pensavamo in precedenza", ha detto Sestan durante una conferenza stampa ieri. Piuttosto che accadere nel corso di pochi secondi o minuti dopo la morte, "stiamo dimostrando che ... un processo graduale e graduale" e che in alcuni casi, i processi di morte cellulare possono essere posticipati o addirittura invertiti, ha affermato Sestan.
Tuttavia, i ricercatori hanno sottolineato che non osservavano alcun tipo di attività nel cervello dei maiali che sarebbe necessaria per la normale funzione cerebrale o cose come la consapevolezza o la coscienza. "Questo non è un cervello vivente", ha detto Sestan. "Ma è un cervello cellulare attivo."
Il lavoro potrebbe fornire agli scienziati nuovi modi di studiare il cervello, consentendo loro di esaminare le funzioni dell'intero cervello intatto in un modo che prima non era possibile. Questo a sua volta potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio le malattie del cervello o gli effetti delle lesioni cerebrali, hanno detto i ricercatori.
Sebbene l'attuale studio sia stato condotto su suini e non su esseri umani, i cervelli di maiale sono più grandi e più simili all'uomo rispetto ai cervelli di roditori.
"BrainEx"
Nello studio, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo sistema per lo studio di cervelli post mortem intatti, soprannominato BrainEx. È una rete di pompe che convoglia una soluzione sintetica - un sostituto del sangue - nelle arterie del cervello a una normale temperatura corporea.
Usando BrainEx, i ricercatori hanno studiato 32 cervelli di maiale post mortem ottenuti da una struttura di lavorazione del maiale (che altrimenti sarebbero stati scartati). I cervelli sono stati collocati nel sistema BrainEx 4 ore dopo la morte dei maiali e sono stati lasciati "perfondere" con il sostituto del sangue sintetico per 6 ore.
Durante questo periodo, il sistema BrainEx non solo ha preservato la struttura delle cellule cerebrali e ridotto la morte cellulare, ma ha anche ripristinato alcune attività cellulari. Ad esempio, alcune cellule erano metabolicamente attive, nel senso che utilizzavano glucosio e ossigeno e producevano anidride carbonica. Altre cellule hanno reagito con una risposta infiammatoria quando sono state stimolate con determinate molecole.
Al contrario, i cervelli "di controllo" che non sono stati trattati con BrainEx si sono rapidamente decomposti.
"Possiamo vedere differenze drammatiche tra i cervelli che stiamo trattando con la nostra tecnologia" e controllare i cervelli, ha affermato Sestan.
Preoccupazioni etiche
Il Dr. Neel Singhal, un assistente professore di neurologia all'Università della California, a San Francisco, che non era coinvolto nello studio, ha affermato che il lavoro è stato "stimolante", a causa di alcune delle questioni etiche sollevate. Ad esempio, sebbene gli scienziati siano molto lontani dall'essere in grado di ripristinare la funzione cerebrale nelle persone con gravi lesioni cerebrali, se è possibile un certo ripristino dell'attività cerebrale ", allora dovremmo cambiare la nostra definizione di morte cerebrale", ha detto Singhal a Live Science .
I ricercatori non hanno visto alcun segno di coscienza, né questo era un obiettivo della ricerca. In effetti, la soluzione di sangue sintetico includeva diverse sostanze chimiche che bloccano l'attività neurale, il tipo di attività che sarebbe necessaria per la coscienza.
Inoltre, se fosse apparso qualsiasi tipo di attività elettrica organizzata - il tipo necessario per la coscienza - i ricercatori erano pronti ad agire per fermare tale attività usando l'anestesia e abbassando la temperatura del cervello, ha affermato il co-autore dello studio Stephen Latham, direttore di Yale Centro interdisciplinare di bioetica. In altre parole, terminare l'esperimento se questo è successo.
In un commento pubblicato a fianco dello studio, Nita Farahany, professore di diritto e filosofia alla Duke University, e colleghi hanno chiesto ulteriori linee guida sulle questioni etiche sollevate dallo studio, che dicono "mette in discussione ipotesi di vecchia data su ciò che rende un animale - o un essere umano - vivo. "
Tali problemi includono come rilevare la coscienza all'inizio e per quanto tempo dovrebbe essere permesso ai sistemi come BrainEx di funzionare.
Lavoro futuro
Poiché lo studio è durato solo 6 ore, sono necessarie ulteriori ricerche per sapere se BrainEx può conservare il cervello più a lungo di questo tempo.
Inoltre, rimangono molte domande su quanto sia simile questo modello all'ambiente cerebrale. Il sistema non usa il vero sangue e il cervello non è immerso nel fluido perché è all'interno del cranio, ha detto Singhal.
Ma se il sistema può essere utilizzato nella futura ricerca sul cervello, questo "potrebbe portare a un modo completamente nuovo di studiare il cervello post-mortem", Andrea Beckel-Mitchener, il team leader della BRAIN Initiative del National Institutes of Health, che ha cofinanziato il ricerca, ha detto in una dichiarazione. "La nuova tecnologia offre l'opportunità di esaminare connessioni e funzioni complesse di celle e circuiti che si perdono quando i campioni vengono conservati in altri modi", ha affermato Beckel-Mitchener. Il lavoro potrebbe anche stimolare la ricerca sui modi per promuovere il recupero del cervello dopo la perdita del flusso sanguigno al cervello, ad esempio durante un infarto.
Tuttavia, lo studio non si avvicina alla possibilità di far rivivere un cervello, un maiale o un essere umano dopo la morte. "Fondamentalmente, quando il cervello perde la circolazione, è come se un edificio molto intricato si stesse sgretolando in un milione di pezzi", ha detto Singhal. Il nuovo lavoro suggerisce che questo metodo "può ripristinare alcune delle fondamenta" ma c'è ancora la cattedrale del cervello da costruire sopra quella fondazione, ha detto.
