科学家成功复活死亡猪脑

耶鲁大学的科学家在《自然》杂志上发表报告称，科学家建立了一套名为“BrainEx”的系统，将一种类似血液的化学液体灌注到死亡4小时后的32个猪脑内，随后猪脑恢复了主要动脉、小血管和毛细血管的循环，部分脑细胞功能恢复，维持了至少6小时。这一发现挑战了长期以来关于死后某些大脑功能停止的时间和不可逆转性的假设。



最新一期《自然》杂志封面

将从肉类加工厂获得的死后猪的大脑分离出来，用一种特殊设计的化学溶液循环。科学家报告说，他们观察到了许多基本的细胞功能，这些功能曾被认为是在氧气和血液停止流动几秒钟或几分钟后停止的。

遗传学和精神病学教授内纳德·塞斯坦说:“大型哺乳动物完整的大脑在循环停止数小时后，仍保留着先前被低估的恢复循环和某些分子和细胞活动的能力。”

然而，研究人员也强调，接受治疗的大脑缺乏任何与正常大脑功能相关的可识别的全球电信号。

神经科学研究副科学家、第一作者之一兹沃尼米尔·沃塞尔贾说：“我们没有观察到与感知、意识或意识相关的有组织的电活动。”“临床的定义是，这不是一个活的大脑，但它是一个非常活跃的细胞大脑。”

大脑细胞的死亡通常被认为是一个快速且不可逆的过程。切断氧气和血液供应后，大脑的电活动和意识迹象会在几秒钟内消失，而能量储存会在几分钟内耗尽。目前的理解认为，一连串的损伤和死亡分子随后被激活，导致广泛的、不可逆转的退化。



然而，塞斯坦实验室的研究人员，他们的研究重点是大脑的发育和进化，他们观察到，他们研究的小组织样本经常显示出细胞活力的迹象，即使这些组织是在死后数小时采集的。出于好奇，他们获得了经过食品加工的猪的大脑，以研究这种死后存活能力在完整的大脑中可能有多普遍。

猪死后四个小时，他们将大脑的血管系统连接起来，让一种独特配方的溶液循环，这种溶液是他们开发的用来保存脑组织的，使用的是他们称之为BrainEx的系统。他们发现神经细胞的完整性得到了保护，某些神经元、胶质细胞和血管细胞的功能得到了恢复。




免疫荧光染色的神经元(绿色)，星形胶质细胞(红色)和细胞核(蓝色)在猪的大脑海马区死亡10小时后未经处理(左侧)或灌注的BrainEx技术。死后10小时，神经元和星形胶质细胞会发生细胞解体，除非被大脑ex系统修复。

新系统可以帮助解决一个棘手的问题——无法应用特定的技术来研究完整的大型哺乳动物大脑的结构和功能，阻碍了严格的调查主题脑部疾病的根源，以及在健康和异常条件下神经元连接。

“以前，我们只能在静态或二维条件下研究大型哺乳动物大脑中的细胞，利用它们自然环境之外的小组织样本，”第一作者之一、医学博士兼医学博士斯特凡诺·丹尼尔说：“这是我们第一次能够从三维的角度研究大脑，这提高了我们研究复杂细胞相互作用和连接的能力。”

作者说，虽然这项进展还没有立即在临床应用，但新的研究平台或许有一天能够帮助医生找到帮助脑卒中患者恢复大脑功能的方法，或测试针对损伤后细胞恢复的新疗法的疗效。

这项研究主要由美国国立卫生研究院(NIH)的脑计划资助。

美国国立卫生研究院(NIH)、国家精神卫生研究院功能神经基因组学主管安德里亚·贝克-米切纳表示:“这一研究方向为进一步了解和治疗大脑疾病带来了希望，并可能导致研究人类死后大脑的一种全新方式。”

研究人员说，目前还不清楚这种方法是否适用于最近去世的人类大脑。使用的化学溶液缺乏人体血液中天然存在的许多成分，如免疫系统和其他血细胞，这使得实验系统与正常的生活条件有很大的不同。然而，研究人员强调，任何涉及人类组织的未来研究，或可能在动物尸体组织中恢复全球电活动的研究，都应该在严格的伦理监督下进行。

耶鲁大学生物伦理学跨学科中心主任斯蒂芬·莱瑟姆说：“恢复意识从来都不是这项研究的目标。”研究人员准备使用麻醉剂和降温来阻止有组织的全球电活动。每个人都事先达成了一致：如果没有明确的道德标准和制度监督机制，涉及复苏全球活动的实验就无法进行。”

美国国立卫生研究院临床中心(NIH Clinical Center)生物伦理学系主任克里斯廷·格雷迪表示，利用“大脑倡议”(Brain Initiative)开发的工具来解开脑损伤和疾病的谜团，在伦理上是势在必行的。

她说:“我们也有责任与研究人员合作，在他们开辟脑科学新领域的过程中，仔细思考并积极应对他们可能遇到的任何潜在伦理问题。”

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