Научниците успеаја повторно да активираат замрзнат мозок – медицински пробив што изгледа како научна фантастика

Содржина:

• Формирањето на мраз ги уништува мозочните врски, но нова техника го заобиколува овој проблем
• Успешно одмрзнување и оживување на мозочно ткиво открива дека функционалноста е зачувана
• Витрификацијата овозможува замрзнување без разорни ефекти врз мозокот
• Обид за замрзнување на целиот мозок покажува дека бариерите се пробивливи, но задачата е комплексна
• Со сложени тестови се потврдува: сложените нервни врски преживуваат замрзнување и одмрзнување
• Експертите: научната фантастика станува научна можност, но практичната примена е далеку

Формирањето на мраз ги уништува мозочните врски, но нова техника го заобиколува овој проблем

Главен проблем кај криопрезервацијата на мозокот е појавата на кристали од мраз. Кога во клетките се формира мраз, кристалите ги пробиваат клеточните мембрани и го уништуваат сложеното поврзување на невроните, што води до губење на сеќавања, мислење и свест. Кога ќе се одмрзне, ткивото е нефункционално. Тим невропсихолози од Универзитетот Ерланген-Нирнберг, Германија, го надмина ова користејќи витрификација – процес во кој ткивото се лади толку брзо што не може да се создаде мраз. Наместо да се кристализира, течноста станува стаклеста, а структурата на ткивото останува сочувана со замрзнати молекули.

Успешно одмрзнување и оживување на мозочно ткиво открива дека функционалноста е зачувана

Методот е применет на тенки парчиња од хипокампус кај глувци – регион клучен за учење и меморија. Парчињата се оладени на -196°C со течен азот и се чуваат во оваа состојба од десет минути до цела недела. По внимателно одмрзнување, научниците утврдиле со микроскоп дека невроните и синапсите се недопрени. Митохондриите, енергетските центри на клетките, функционирале беспрекорно. Записите покажале дека невроните веднаш реагираат на електрични стимулации, а најважно се забележала и долготрајна потенцијација (LTP), што значи дека функционалните нервни врски – основата за учење – останале зачувани.

Витрификацијата овозможува замрзнување без разорни ефекти врз мозокот

За да го постигнат ова, научниците користеле тенки парчиња од мозок, втопени во силен коктел од криопротективни агенси, кои се додаваат постепено за да се избегне шок. Откако ќе се натопат, парчињата се замрзнуваат на бакарен цилиндар со течен азот, каде молекулите целосно мируваат. Клучен момент е одмрзнувањето – се врши исклучително брзо, дури 80°C во секунда, за да не се формира мраз. После тоа, внимателно се отстрануваат хемикалиите за да не експлодираат клетките од претеран прием на вода.

Обид за замрзнување на целиот мозок покажува дека бариерите се пробивливи, но задачата е комплексна

Следно, тимот се обидел да го замрзне целиот мозок на глушец, што наидува на проблем со крвно-мозочната бариера – таа пропушта вода, но не и крупни молекули на криопротективните агенси. Решението било да се алтернативно внесуваат заштитни хемикалии и носителска течност преку крвните садови. Овој пристап овозможува рамномерна обработка без фатално сушење или отекување. По одмрзнувањето, истражувачите одново тестирале – мереле потрошувачка на кислород за да проверат дали митохондриите се активни, со електронски микроскоп провериле дали синапсите се сочувани и вовеле електроди за да го следат одговорот на клетките.

Со сложени тестови се потврдува: сложените нервни врски преживуваат замрзнување и одмрзнување

При тестирање, освен што поединечни неврони реагирале на стимулација, било откриено дека и сложените мрежи што стојат зад учењето и меморијата останале функционирачки. Сепак, овие резултати се следени само неколку часа, зашто мозочното ткиво брзо се расипува по одмрзнување, а истражувањата се спроведени на тенки слоеви, не на цел мозок во жив организам.

Експертите: научната фантастика станува научна можност, но практичната примена е далеку

Мритунџај Котхари, инженер во криобиологија, изјавува за Nature: ‘Овој прогрес постепено ја претвора научната фантазија во научна можност.’ Сепак, додава: практична примена како долгорочно складирање на цели органи или цицачи е сѐ уште многу далеку од оваа студија.
Влијанието врз медицината сепак е огромно: истражувањето отвора нови патишта за заштита на мозокот при тешки повреди или болест, а во иднина би можело да овозможи долгорочно чување на донорски органи за трансплантација. Ова е најсилен доказ досега дека оваа научна основа конечно почнува да се гради.