Nogle hjernefunktioner kan gendannes efter døden, antyder svinestudie
Et team af forskere har gendannet nogle hjernefunktioner hos svin, der døde 4 timer tidligere. Resultaterne udfordrer allerede eksisterende forestillinger om hjernens funktionalitet efter døden og åbner nye muligheder for at studere den menneskelige hjerne.
Nenad Sestan, der er professor i neurovidenskab, sammenlignende medicin, genetik og psykiatri ved Yale School of Medicine i New Haven, CT, og hans team har gendannet cirkulation og cellulær aktivitet i svinens hjerner, dødsfald.
Forskerne advarer imidlertid om, at de ikke gendannede nogen elektrisk hjerneaktivitet, og de fandt heller ikke noget bevis for bevidsthed eller opfattelse.
Resultaterne modsiger den tidligere tro på, at nogle hjernefunktioner er uigenkaldeligt tabt efter døden. Desuden kunne resultaterne af denne undersøgelse tilbyde forskere en måde at studere hjernen på i sin intakte form.
Prof. Sestan og hans kolleger beskriver deres eksperiment i tidsskriftet Natur.
Gendannelse af en 'cellulær aktiv hjerne'
Pattedyrs hjerner, forklarer forskerne, er meget følsomme over for iltmangel, hvilket fører til neuronal død og hjerneskade. Den overvejende videnskabelige forståelse er, at kædereaktionen af cellulær skade, som ilt og blodforsyning afskærer udløsere, er irreversibel.
Men professor Sestan og kolleger satte spørgsmålstegn ved tanken om, at sådan skade er uoprettelig. De gjorde det efter at have bemærket tegn på cellulær levedygtighed i vævsprøverne, som de rutinemæssigt analyserede i deres laboratorium. De så disse tegn flere timer efter vævsdød.
Prof. Sestan og team udviklede et system kaldet BrainEks, som efterligner blodgennemstrømningen ved normal kropstemperatur, for at teste deres hypotese.
I den nuværende undersøgelse erhvervede forskerne 32 svin fra en kødpakningsanlæg og placerede dem på hjernenEks 4 timer efter at svinene var døde.
Efter 6 timers blodtransfusion på hjernenEks, fandt forskerne reduceret celledød og tilbagevenden til en vis synaptisk aktivitet mellem neuroner. De bevarede neuronernes integritet, og forskerne fandt tegn på, at neuronale, gliale og vaskulære celler var funktionelle.
”Den intakte hjerne hos et stort pattedyr bevarer en tidligere undervurderet kapacitet til gendannelse af kredsløbet og visse molekylære og cellulære aktiviteter flere timer efter kredsløbsstop,” rapporterer professor Sestan.
Forskerne understreger imidlertid, at de ikke fandt noget bevis for normal elektrisk aktivitet, der ville indikere fuld hjernefunktion.
”På intet tidspunkt observerede vi den form for organiseret elektrisk aktivitet, der var forbundet med opfattelse, bevidsthed eller bevidsthed,” rapporterer medforfatter Zvonimir Vrselja.
"Klinisk defineret, dette er ikke en levende hjerne, men det er en cellulær aktiv hjerne."
Zvonimir Vrselja
Klinisk betydning og etiske bekymringer
Forskerne forklarer betydningen af deres fund. De siger, at det at studere den intakte pattedyrs hjerne har været en udfordring, der hidtil har virket uoverstigelig.
Denne udfordring har forhindret forskere i at være i stand til at studere oprindelsen af visse hjerneforstyrrelser såvel som forbindelsen mellem neuroner.
”Tidligere har vi kun været i stand til at studere celler i den store pattedyrs hjerne under statiske eller stort set to-dimensionelle forhold ved at bruge små vævsprøver uden for deres oprindelige miljø,” forklarer studieforfatter, Stefano G. Daniele.
"For første gang er vi i stand til at undersøge den store hjerne i tre dimensioner, hvilket øger vores evne til at studere komplekse cellulære interaktioner og forbindelse."
Stefano G. Daniele
Desuden hjernenEks systemet kan en dag give læger mulighed for at reducere hjerneskade og gendanne hjernefunktionen efter slagtilfælde.
I en sammenkædet redaktionel har nogle forskere rejst etiske bekymringer omkring undersøgelsen. Nita Farahany og kolleger bemærker for eksempel, at de muligheder, som forskningen åbner, understreger "potentielle begrænsninger i de nuværende regler for dyr, der anvendes i forskning."
Undersøgelsen "sætter spørgsmålstegn ved langvarige antagelser om, hvad der gør et dyr - eller et menneske - levende", fortsætter Farahany og kolleger.
”Genoprettelse af bevidsthed var aldrig et mål for denne forskning,” siger studieforfatter Stephen Latham, der er direktør for det tværfaglige center for bioetik ved Yale.
”Forskerne var parat til at gribe ind med brugen af bedøvelsesmidler og temperaturreduktion for at stoppe organiseret, global elektrisk aktivitet, hvis den skulle dukke op. Alle var på forhånd enige om, at eksperimenter, der involverede genoplivet global aktivitet, ikke kunne gå videre uden klare etiske standarder og institutionelle tilsynsmekanismer. "
