Ilgą laiką idėja užšaldyti žmogaus smegenis ir vėliau jas „pažadinti“ buvo laikoma moksline fantastika. Tačiau naujausi tyrimai rodo, kad šios ribos gali būti ne tokios neįveikiamos, kaip manyta anksčiau. Vokietijos mokslininkai paskelbė apie reikšmingą pasiekimą – jiems pavyko atkurti smegenų audinio aktyvumą po ekstremalaus užšaldymo.
Šis atradimas kol kas taikomas tik laboratoriniams mėginiams, tačiau neurologijos ir transplantacijos specialistai teigia, kad tokie tyrimai gali ateityje atverti naujas galimybes gelbstint gyvybes.
Kodėl smegenų užšaldymas ilgą laiką buvo neįmanomas
Didžiausia kliūtis kriobiologijoje visada buvo pats užšaldymo procesas. Žmogaus kūno audiniuose didžiąją dalį sudaro vanduo. Kai jis užšąla, susidaro ledo kristalai, kurie pažeidžia ląsteles ir jų struktūras.
Smegenims tai ypač pavojinga. Net maži pažeidimai gali sunaikinti neuronų tinklus, atsakingus už atmintį, mokymąsi ir sąmonę. Todėl iki šiol buvo manoma, kad užšaldytos smegenys negali atgauti funkcijų.
Sprendimas – vitrifikacija
Vokietijos tyrėjų komanda panaudojo metodą, vadinamą vitrifikacija. Šis procesas leidžia audinį atšaldyti taip greitai, kad vanduo nespėja suformuoti ledo kristalų.
Vietoj to jis pereina į vadinamąją stiklo būseną. Tai reiškia, kad biologiniai procesai sustoja, tačiau ląstelių struktūra išlieka nepažeista.
Šis principas jau naudojamas kai kuriose medicinos srityse, pavyzdžiui, vaisingumo gydyme užšaldant embrionus ar kiaušialąstes, tačiau smegenų audiniui tai buvo kur kas sudėtingiau.
Eksperimentas su smegenų audiniu
Mokslininkai tyrimą atliko su pelių smegenų audinio mėginiais, paimtais iš hipokampo – smegenų srities, atsakingos už atmintį ir mokymąsi.
Audiniai buvo:
- užšaldyti –196 °C temperatūroje,
- laikomi tokioje būsenoje iki savaitės,
- vėliau labai greitai atšildyti.
Atšildžius paaiškėjo, kad rezultatai buvo stulbinantys.
Tyrėjai nustatė, kad:
- ląstelės išliko nepažeistos,
- mitochondrijos (ląstelių energijos centrai) toliau veikė,
- neuronai reagavo į elektrinius signalus beveik taip pat kaip prieš užšaldymą.
Dar svarbiau – buvo pastebėta, kad išliko neuronų tarpusavio ryšiai, kurie yra būtini mokymuisi ir atminties procesams.
Kodėl svarbus greitas atitirpinimas
Eksperimentas parodė, kad sėkmė priklauso ne tik nuo užšaldymo, bet ir nuo atitirpinimo proceso.
Tyrėjai audinius kaitino itin greitai – iki 80 °C per sekundę. Tai padėjo išvengti ledo kristalų susidarymo jau atšilimo metu.
Be to, naudojamos specialios apsauginės medžiagos buvo šalinamos palaipsniui, kad ląstelės nebūtų pažeistos.
Ką tai gali reikšti medicinai
Kol kas tyrimas atliktas tik su mažais smegenų audinio fragmentais, o jų aktyvumas buvo stebimas ribotą laiką. Vis dėlto mokslininkai mano, kad šis pasiekimas gali turėti didelę praktinę reikšmę.
Ateityje tokios technologijos galėtų padėti:
- apsaugoti smegenis po traumų ar insulto,
- pratęsti organų išsaugojimo laiką transplantacijai,
- geriau tirti neurologines ligas,
- sulėtinti kai kurių neurodegeneracinių ligų progresavimą.
Ar tai reiškia, kad žmones bus galima „užšaldyti“?
Ekspertai pabrėžia, kad iki viso organizmo kriokonservavimo dar labai toli. Dabartiniai tyrimai rodo tik tai, kad maži smegenų audinio fragmentai gali išlikti gyvybingi po užšaldymo.
Vis dėlto šis rezultatas laikomas vienu įdomiausių pastarųjų metų pasiekimų kriobiologijoje.
Dar visai neseniai tokia idėja buvo laikoma neįmanoma. Dabar mokslas rodo, kad riba tarp mokslinės fantastikos ir realybės gali būti kur kas plonesnė, nei manyta anksčiau.
Ir nors tai dar nereiškia nemirtingumo ar „užšaldytų žmonių ateityje“, tokie atradimai gali padėti pasiekti kur kas svarbesnį tikslą – išsaugoti daugiau gyvybių ir suteikti medicinai daugiau laiko kovoti su sunkiausiomis ligomis.