Naučnici "oživjeli" zamrznut mozak

U naučnoj fantastici nije rijetka radnja u kojoj krioprezervirani čovjek putuje kroz vrijeme. Tijelo mu je duboko zamrznuto, zatim odmrznuto i ponovo „probuđeno“ u narednoj deceniji ili vijeku, sa očuvanim mentalnim i fizičkim sposobnostima.

Nauka i tehnologija

Ovo su naučnici otkrili u najstarijem ledu na svijetu!

Istraživači koji se bave kriogenim zamrzavanjem i odmrzavanjem moždanog tkiva ljudi i drugih životinja, uglavnom mladih kičmenjaka, već su pokazali da neuronsko tkivo može preživjeti zamrzavanje na ćelijskom nivou i nakon odmrzavanja ostati djelimično funkcionalno.

Nije moguće u potpunosti obnoviti ključne funkcije

Međutim, još nije moguće u potpunosti obnoviti procese neophodne za pravilno funkcionisanje mozga, uključujući neuronsku aktivnost, ćelijski metabolizam i plastičnost mozga.

Tim naučnika iz Njemačke, međutim, demonstrirao je metod za krioprezervaciju i odmrzavanje mozga miševa koji dijelom čuva funkcionalnost.

Nauka i tehnologija

Naučnici pretvaraju probiotičke bakterije u lovce na tumore koji ubijaju rak

Studija, objavljena u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), detaljno opisuje upotrebu metode koja se naziva vitrifikacija, a koja održava tkivo u staklastom stanju, zajedno sa procesom odmrzavanja koji čuva živo tkivo.

„Ako je funkcija mozga emergentno svojstvo njegove fizičke strukture, kako je možemo oporaviti nakon potpunog zastoja?“, pita Aleksandar German, neurolog sa Univerziteta Erlangen–Nirnberg (Erlangen–Nürnberg) u Njemačkoj i glavni autor studije. Nalazi, kaže on, ukazuju na potencijal da se jednog dana zaštiti mozak tokom bolesti ili nakon teške povrede, uspostave banke organa, pa čak i postigne krioprezervacija cijelog tijela sisara.

Kristali leda oštećuju strukturu tkiva mozga

Glavni razlog zbog kojeg se mozak teško oporavlja od zamrzavanja jeste oštećenje izazvano formiranjem kristala leda. Oni pomjeraju ili probijaju osjetljivu nanostrukturu tkiva, narušavajući ključne ćelijske procese.

„Pored leda, moramo uzeti u obzir više faktora, uključujući osmotski stres i toksičnost uzrokovanu krioprotektantima“, kaže German.

Nauka i tehnologija

Naučnici pronašli čudovišnu zmiju od 15 metara, ruši sve rekorde!

German i njegove kolege okrenuli su se metodi krioprezervacije bez leda, poznatoj kao vitrifikacija, kako bi pokušali sačuvati funkciju mozga.

Vitrifikacija hladi tečnosti dovoljno brzo da „zarobi“ molekule u neorganizovanom, staklastom stanju, prije nego što stignu da formiraju kristale leda.

„Željeli smo da vidimo da li se funkcija može ponovo pokrenuti nakon potpunog prestanka molekularne mobilnosti u staklastom stanju“, objasnio je German.

Istraživači su najprije testirali metodu na dijelovima mozga miša debljine 350 mikrometara, uključujući hipokampus — regiju mozga zaduženu za pamćenje i prostornu navigaciju.

Zdravlje

Ako i dalje pišete spisak na papiru, vaš mozak radi drugačije

Uzorci su prethodno tretirani rastvorom sa hemikalijama za krioprezervaciju, nakon čega su brzo ohlađeni tečnim azotom na –196 °C. Potom su čuvani u zamrzivaču na –150 °C u staklastom stanju, u trajanju od deset minuta do sedam dana.

Nakon odmrzavanja u toplim rastvorima, tim je analizirao tkivo kako bi utvrdio da li je zadržalo funkcionalnu aktivnost. Mikroskopske analize pokazale su da su neuronske i sinaptičke membrane ostale netaknute, a testovi mitohondrijalne aktivnosti nisu ukazali na metabolička oštećenja.

Elektrofiziološki zapisi pokazali su da su reakcije neurona na električne stimuluse bile blizu normalnih, uprkos određenim odstupanjima u odnosu na kontrolne ćelije.

Zanimljivosti

Evo šta 35 godina prekomjernog konzumiranja alkohola radi mozgu?

Hipokampalni neuronski putevi i dalje su pokazivali sinaptičko jačanje, odnosno „dugoročnu potencijaciju“, koja je osnova učenja i pamćenja. Ipak, kako se ovakvi preseci prirodno degradiraju, posmatranja su bila ograničena na nekoliko sati.

Naučnicima predstoje dodatna, obimnija istraživanja kako bi dobili više podataka, prije svega za praktičnu primjenu u čuvanju organa.

Mritjundžaj Kotari, sa Odsjeka za mašinstvo Univerziteta Nju Hempšir (University of New Hampshire) u Daramu, ocijenio je da studija unapređuje najsavremenije metode krioprezervacije moždanog tkiva.

„Ovakav napredak postepeno pretvara naučnu fantastiku u naučnu mogućnost“, rekao je on, uz napomenu da primjene poput dugoročnog skladištenja velikih organa ili čitavih tijela sisara i dalje ostaju daleko izvan dometa ovog istraživanja.

(RTS)