في تجربة جذرية أثار فيها بعض الخبراء تساؤلات حول معنى أن تكون على قيد الحياة ، استعاد العلماء الدورة الدموية في الدماغ وبعض نشاط الخلايا في أدمغة الخنازير بعد ساعات من موت الحيوانات في مسلخ.
النتائج ، على الرغم من أنها أجريت في الخنازير وليس البشر ، تتحدى وجهة النظر الراسخة بأن خلايا الدماغ بعد الموت تتعرض لأضرار مفاجئة ولا رجعة فيها.
وبدلاً من ذلك ، أظهرت النتائج ، التي نُشرت اليوم (17 أبريل) في مجلة Nature ، أن دماغ حيوان ثديي كبير "يحتفظ بقدرة غير مسبوقة لاستعادة" الدورة الدموية وبعض الأنشطة الخلوية بعد ساعات من الوفاة ، حسبما قال مؤلف الدراسة الرئيسي نيناد سيستان ، أستاذ علم الأعصاب والطب المقارن وعلم الوراثة والطب النفسي في كلية ييل للطب في نيو هافن.
وقال سيستان خلال مؤتمر صحفي أمس "إن النتيجة الرئيسية لهذا الاكتشاف هي أن موت الخلايا في الدماغ يحدث عبر فترة زمنية أطول كنا نظنها من قبل". قال سيستان إنه بدلاً من أن يحدث على مدار ثوانٍ أو دقائق بعد الموت ، "نحن نظهر أن ... عملية تدريجية وتدريجية" وأنه في بعض الحالات ، يمكن تأجيل عمليات موت الخلايا أو حتى عكسها.
ومع ذلك ، شدد الباحثون على أنهم لم يلاحظوا أي نوع من النشاط في أدمغة الخنازير التي ستكون ضرورية لوظيفة الدماغ الطبيعية أو أشياء مثل الوعي أو الوعي. قال سيستان "هذا ليس دماغًا حيًا". "لكنه دماغ نشط خلويًا."
يمكن أن يوفر العمل للعلماء طرقًا جديدة لدراسة الدماغ ، مما يسمح لهم بفحص الوظائف في الدماغ السليم بأكمله بطريقة لم تكن ممكنة من قبل. وقال الباحثون إن هذا بدوره يمكن أن يساعد العلماء على فهم أفضل لأمراض الدماغ أو آثار إصابة الدماغ.
على الرغم من أن الدراسة الحالية أجريت على الخنازير وليس البشر ، فإن أدمغة الخنازير أكبر وأكثر تشبه الإنسان مقارنة بأدمغة القوارض.
"BrainEx"
في الدراسة ، طور الباحثون نظامًا جديدًا لدراسة أدمغة ما بعد الوفاة السليمة ، يطلق عليها اسم BrainEx. إنها شبكة من المضخات التي تقوم بتوصيل محلول اصطناعي - بديل للدم - في شرايين الدماغ عند درجة حرارة الجسم الطبيعية.
باستخدام BrainEx ، درس الباحثون 32 أدمغة خنازير بعد الوفاة تم الحصول عليها من منشأة معالجة لحم الخنزير (والتي كان من الممكن التخلص منها لولا ذلك). تم وضع العقول في نظام BrainEx بعد 4 ساعات من موت الخنازير ، وسمح لها بـ "الإرواء" مع بدائل الدم الاصطناعية لمدة 6 ساعات.
خلال هذا الوقت ، لم يحافظ نظام BrainEx فقط على بنية خلايا الدماغ وقلل من موت الخلايا ، ولكن أيضًا أعاد بعض النشاط الخلوي. على سبيل المثال ، كانت بعض الخلايا نشطة في التمثيل الغذائي ، مما يعني أنها تستخدم الجلوكوز والأكسجين وتنتج ثاني أكسيد الكربون. تفاعلت خلايا أخرى مع استجابة التهابية عند تحفيزها بجزيئات معينة.
في المقابل ، فإن أدمغة "التحكم" التي لم يتم علاجها باستخدام BrainEx تتحلل بسرعة.
قال سيستان: "يمكننا أن نرى اختلافات كبيرة بين العقول التي نتعامل معها بتقنيتنا" والتحكم في العقول.
مخاوف أخلاقية
وقال د. نيل سينغال ، أستاذ مساعد في طب الأعصاب بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ، والذي لم يشارك في الدراسة ، إن العمل "يثير الفكر" بسبب بعض القضايا الأخلاقية المثارة. على سبيل المثال ، على الرغم من أن العلماء بعيدون جدًا عن القدرة على استعادة وظائف المخ لدى الأشخاص الذين يعانون من إصابات دماغية حادة ، إذا كان من الممكن استعادة نشاط الدماغ ، "عندها سيتعين علينا تغيير تعريفنا لموت الدماغ" .
لم ير الباحثون أي علامات على الوعي ، ولم يكن هذا أحد أهداف البحث. في الواقع ، يحتوي محلول الدم الاصطناعي على العديد من المواد الكيميائية التي تمنع النشاط العصبي ، وهو نوع النشاط المطلوب للوعي.
ما هو أكثر من ذلك ، إذا ظهر أي نوع من النشاط الكهربائي المنظم - النوع المطلوب للوعي - فقد كان الباحثون على استعداد لاتخاذ إجراء لوقف هذا النشاط باستخدام التخدير وخفض درجة حرارة الدماغ ، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة ستيفن لاتهام ، مدير ييلز مركز متعدد التخصصات لأخلاقيات البيولوجيا. وبعبارة أخرى ، إنهاء التجربة إذا حدث ذلك.
في تعليق نشر إلى جانب الدراسة ، دعت نيتا فرحاني ، أستاذة القانون والفلسفة في جامعة ديوك ، وزملاؤها إلى مزيد من الإرشادات حول القضايا الأخلاقية التي أثارتها الدراسة ، والتي يقولون إنها "تطرح تساؤلات حول الافتراضات القديمة حول ما يجعل حيوان - أو إنسان - على قيد الحياة ".
تتضمن هذه المشكلات كيفية اكتشاف الوعي في البداية ومدة السماح لأنظمة مثل BrainEx بالعمل.
العمل المستقبلي
نظرًا لأن الدراسة استمرت لمدة 6 ساعات فقط ، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة ما إذا كان BrainEx يمكنه الحفاظ على العقول لفترة أطول من هذا الوقت.
بالإضافة إلى ذلك ، لا يزال هناك الكثير من الأسئلة حول مدى تشابه هذا النموذج مع بيئة الدماغ. وقال سينغال إن النظام لا يستخدم دمًا حقيقيًا ، ولا يتم غمر الدماغ بالسوائل كما هو داخل الجمجمة.
ولكن إذا كان من الممكن استخدام النظام في أبحاث الدماغ المستقبلية ، فقد يؤدي ذلك إلى طريقة جديدة تمامًا لدراسة دماغ ما بعد الوفاة ، "أندريا بيكل-ميتشنر ، رئيس الفريق في مبادرة BRAIN للمعاهد الوطنية للصحة ، والتي شاركت في تمويل وقال البحث في بيان. وقال بيكل ميتشرر "التكنولوجيا الجديدة تفتح فرصًا لفحص اتصالات الخلية والدوائر المعقدة والوظائف التي يتم فقدها عند حفظ العينات بطرق أخرى". يمكن أن يحفز العمل أيضًا البحث عن طرق لتعزيز تعافي الدماغ بعد فقدان تدفق الدم إلى الدماغ ، مثل أثناء نوبة قلبية.
ومع ذلك ، لم تقترب الدراسة من القدرة على إحياء الدماغ أو الخنزير أو الإنسان بعد الموت. قال سينغال: "بشكل أساسي ، عندما يفقد الدماغ الدورة الدموية ، يبدو الأمر وكأنه مبنى معقد للغاية قد انهار إلى مليون قطعة". وقال إن العمل الجديد يشير إلى أن هذه الطريقة "يمكنها استعادة بعض الأساسات" ، ولكن لا تزال هناك كاتدرائية في الدماغ سيتم بناؤها فوق تلك الأساسات.
