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作者 | Dorothy 來源 | 醫(yī)學(xué)界 死亡，是不可逆的嗎？科幻電影中，身體已經(jīng)死亡而大腦還能思考的劇情，真的能實現(xiàn)嗎？  圖1 電影《源代碼》中，肉體已經(jīng)死亡的主角，意識還在幫助軍方破案 最新一期的Nature封面文章令人們對死亡的看法天翻地覆：科學(xué)家成功恢復(fù)了已經(jīng)死亡的豬大腦的部分功能[1]。  既往人們根深蒂固地認(rèn)為，大腦的血供一旦停止，神經(jīng)元也將迅速發(fā)生缺血壞死，其功能不可恢復(fù)；即使血供停止只有數(shù)秒或數(shù)分鐘，腦的結(jié)構(gòu)功能也會受到不可逆的損害[1]。 然而，從上世紀(jì)開始，就一直有人試圖挑戰(zhàn)這個觀念。有科學(xué)家曾在動物心臟停跳后立刻將大腦降溫、將血液或?qū)嶒炗靡后w泵入腦供血血管，還能讓大腦存活一段時間[2]。還有研究曾顯示離體一段時間后的腦細(xì)胞仍有某些功能，比如分泌蛋白[3]。但是，此前還沒有人試過讓已經(jīng)“死”了好幾個小時的大腦“復(fù)生”。 而如今，Nature上的這項研究顛覆了人們的認(rèn)識。 這項研究由由耶魯大學(xué)科學(xué)家們進行。他們選取了屠宰場宰殺的豬的腦子為實驗對象。這些豬頭顱已和身體離斷，豬肉用作加工食品，原本這些大腦將被丟棄，但是在科學(xué)家手里，它們得到了“重生”—— 是真的，重生。 在實驗用豬死亡4小時后，科學(xué)家將一些大腦連接上了一種特殊裝置——BrainEX。 BrainEx是耶魯大學(xué)研究者設(shè)計制造的、專門用于研究離體大腦的體外灌注系統(tǒng)。灌注系統(tǒng)通過雙側(cè)頸動脈連接大腦的循環(huán)系統(tǒng)，傳感器將持續(xù)灌注轉(zhuǎn)化為脈沖式的灌注。   圖4. BrainEx 與大腦的連接圖 實驗大腦一共分為四組。在取得大腦的4小時后，實驗組注入特殊的灌注液BEx，對照組注入對照液，兩組灌注均持續(xù)6小時，一共試驗10小時；一組不連接灌注系統(tǒng)，僅放置10小時；以上三組在試驗結(jié)束后進行處理觀察，還有一組在取得后沖洗1小時就進行處理觀察，作為離體時間最短的正常對照。研究者觀察了腦和神經(jīng)元的的結(jié)構(gòu)、代謝活性、以及細(xì)胞的功能。 實驗結(jié)果顯示，BrainEx能夠很好地恢復(fù)腦血液循環(huán)系統(tǒng)中的血流，甚至連毛細(xì)血管都能得到良好灌注，血管對擴血管藥物也有反應(yīng)。 與對照組相比，BEx灌注實驗組神經(jīng)元形態(tài)和密度得以保持（圖5）。 圖5. 神經(jīng)元染色?？梢夿Ex灌注組的神經(jīng)元形態(tài)和1小時組類似。從上至下分別是：1小時組，放置10小時組，對照液灌注組，BEx灌注組。 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞也保存完好。且注射炎性刺激物后，膠質(zhì)細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)的能力與正常對照無異（圖6）。  圖6. 星形膠質(zhì)細(xì)胞的免疫熒光染色，可見BEx灌注組的膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)和1h組類似。從左至右分別是：1小時組，放置10小時組，對照液灌注組，BEx灌注組。 另外，研究者還發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元內(nèi)的線粒體、外包裹的髓鞘結(jié)構(gòu)均完好；突觸結(jié)構(gòu)保存完好，神經(jīng)元產(chǎn)生動作電位的能力完好；腦細(xì)胞對灌注液中的氧和葡萄糖利用能力、釋放二氧化碳的能力與正常對照相比無下降。 這些結(jié)果連研究者們自己也始料未及。“我們的研究顯示了細(xì)胞的死亡是循序漸進的，有些過程可以被推遲，阻止甚至逆轉(zhuǎn)?！闭撐牡耐ㄓ嵶髡逽estan說。“我們從未想到我們能夠獲得這樣的結(jié)果——細(xì)胞功能能保存到這個程度。我們真的很震驚。” 一直以來，很少有方法能研究完整大腦的功能，這套系統(tǒng)提供了一個可能的手段；卒中、腦損傷等疾病的治療也有可能從中獲益。但研究者也指出，若要將BrainEx系統(tǒng)應(yīng)用于人體，還有很長一段路要走。灌注液中的成分有可能引發(fā)過敏反應(yīng)，而倫理學(xué)方面的問題更是不容忽視[5]——重啟大腦生物學(xué)功能，是否也能重啟大腦的意識，甚至思維、情緒、人格？ 這次研究團隊尚未觀察到遍及整個大腦的同步電活動——同步電活動才意味著大腦高級功能的重建，甚至是意識的恢復(fù)。研究者認(rèn)為，“重啟”大腦電活動可能需要一次外來的電刺激，或者讓細(xì)胞在保存液中灌注時間更長，來恢復(fù)已受損的細(xì)胞功能。 然而，在已經(jīng)死亡的生物上重新激起意識，換句話說，有意識而沒有身體的存在，這是前所未有的。 研究者對這個問題也有提前認(rèn)識。團隊的另一名科學(xué)家Latham說，他們對此有充分準(zhǔn)備——如果觀察到了同步電活動，將使用麻醉藥和低溫抑制這種電活動。在面對這個問題的倫理標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管機制出現(xiàn)之前，“重啟意識”不應(yīng)繼續(xù)下去[5]。 離體大腦的意識將會是什么樣？密歇根大學(xué)教授Mashou認(rèn)為，“一個沒有其他器官、沒有外周刺激的大腦，產(chǎn)生出來的意識會是什么樣？這個問題難以想象?！?/p> 另外，這項實驗結(jié)果也可能會給腦死亡判斷、器官移植等領(lǐng)域帶來一番震動。 Case Western Reserve大學(xué)的倫理學(xué)家Youngner和Hyun說，這項發(fā)現(xiàn)可能會加劇關(guān)于腦死亡的討論和爭議，加劇器官移植的兩難境地：如果腦死亡可以逆轉(zhuǎn)，那么我們還能將腦死亡患者的器官移植給他人嗎[6]？ 在歐洲，急診科醫(yī)生會給因心臟驟停而死亡的病人泵入氧合后的血液，以此來保存他們的器官用于移植。如果死亡的大腦能夠用BrainEx這類系統(tǒng)保存，那么器官捐獻、移植的標(biāo)準(zhǔn)可能要重新考量[4]。 參考文獻： [1]Vrselja, Z. et al. Nature. https:///10.1038/s41586-019-1099-1 (2019). [2]Jeffrey L. Saver. Time Is Brain—Quantified. Stroke. 2006;37:263–266 [3]White RJ, Albin MS, Verdura J at al. Isolation of the monkey brain: in vitro preperation and maintenance. Science. 1963, 13;141(3585):1060-1. [4]Verwer RW, Hermens WT, et al. Cells in human postmortem brain tissue slices remain alive for several weeks in culture. FASEB J. 2002 Jan;16(1):54-60. [5]https://www./articles/d41586-019-01216-4#ref-CR2 [6]https://www./releases/2019/04/190417132805.htm [7]https://www./2019/04/17/pig-brain-cellular-function-restored-after-death/。 |
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