211service.com
Videnskaben omkring kryonik
I sidste måned New York Times udgivet en forside artikel Og om Kim Suozzi og hendes beslutning, i en alder af 23, om at få sin hjerne kryokonserveret efter at have lært, at hun havde terminal kræft. Hendes håb var at være i stand til at bevare biologisk information, der en dag kunne bruges til at genoprette hendes sind, en praksis kendt som kryonik. Michael Hendricks publicerede efterfølgende en kritik af dette koncept i MIT Technology Review I (se The False Science of Cryonics). Mens hans artikel primært fokuserer på hypotetisk hjerne-upload til computere, har han og andre rejst et spændende spørgsmål: kan enhver teknologi, selv i princippet, bevare de unikke egenskaber i et individs sind?
En rundorm klækker larver efter at være blevet kryokonserveret.
Vi er enige om, at der er mere i sindet end de synaptiske forbindelser mellem neuroner. De nøjagtige molekylære og elektrokemiske egenskaber i hjernen, der ligger til grund for det bevidste sind, forbliver langt fra fuldstændigt udforsket. Tilgængelig evidens giver dog støtte til muligheden for, at hjernefunktioner, der koder for minder og bestemmer adfærd, kan bevares under og efter kryokonservering.
Kryokonservering bruges allerede i laboratorier over hele verden til at vedligeholde dyreceller, menneskelige embryoner og nogle organiserede væv i perioder så længe som tre årtier. Når en biologisk prøve kryokonserveres, tilsættes kryobeskyttende kemikalier såsom DMSO eller propylenglycol, og vævets temperatur sænkes til under glasovergangstemperaturen (typisk omkring -120 oC). Ved disse temperaturer bremses molekylære aktiviteter effektivt med mere end 13 størrelsesordener stopper den biologiske tid .
Forskere forsøger at bevare hele organer ved ultralave temperaturer. Dyrens nyre til venstre er frosset ved -140 oC, mens nyren til højre er bevaret i en glaslignende tilstand kaldet forglasning.
Selvom ingen forstår alle detaljer i nogen celles fysiologi, bliver celler af praktisk talt enhver tænkelig art med succes kryokonserveret. På samme måde, mens det neurologiske grundlag for hukommelse, adfærd og andre træk ved en persons identitet kan være svimlende komplekst, er forståelsen af denne kompleksitet et problem stort set uafhængigt af at kunne bevare den.
Direkte bevis på, at minder kan overleve kryokonservering, kommer fra rundormen Caenorhabditis elegans , selve dyremodellen diskuteret i Hendricks' svar. I årtier C. elegans er almindeligvis blevet kryokonserveret ved flydende nitrogentemperaturer og senere genoplivet. I år offentliggjorde en af os resultater, der ved hjælp af et assay for minder om langsigtede lugtprægningssammenslutninger. C. elegans bibeholde indlært adfærd erhvervet før kryokonservering . På samme måde har det været vist at langsigtet potensering af neuroner, en hukommelsesmekanisme, forbliver intakt i kaninhjernevæv efter kryokonservering.
Reversibel kryokonservering af store menneskelige organer, såsom hjerter eller nyrer, er sværere end at bevare celler, men er et aktivt forskningsområde med vigtige folkesundhedsmæssige fordele, da det i høj grad ville øge udbuddet af organer til transplantation. Forskere har gjort fremskridt på dette område, med succes med kryokonservering og senere transplantation af får æggestokke og rotte lemmer , og rutinemæssigt at genoprette kaninyrerne efter afkøling til -45 °C . Bestræbelser på at forbedre disse teknologier giver indirekte støtte til ideen om, at hjernen, ligesom ethvert andet organ, kan være tilstrækkeligt kryokonserveret af nuværende metoder eller metoder under udvikling.
For dem, der håber på at bevare og genoprette sindets unikke informationskodningsfunktioner, er et nøglespørgsmål, hvornår denne information faktisk går tabt efter hjertestop. Det fremgår tydeligt af eksempler på akut genoplivning, at informationstab ikke sker i det øjeblik, hjerte- eller hjerneaktivitet stopper, men når livets kemi eller struktur bliver irreversibelt beskadiget - ofte betydeligt efter, at klinisk død er blevet fastslået. For eksempel, selvom hjerneaktivitet suspenderes ved temperaturer under 18 °C , indeholder den medicinske litteratur mange tilfælde af mennesker, der har overlevet dyb hypotermi uden permanent hjerneskade. I et berømt eksempel blev den svenske radiolog Anna Bågenholm fanget under is under en skiulykke og derefter genoplivet efter at være blevet betragtet som klinisk død i mere end to timer.
Nogle kirurgiske procedurer er også afhængige af bevidst standsning af hjerneaktivitet ved hjælp af hypotermi. En af forfatternes institutioner udfører en Forsvarsministeriet finansieret klinisk forsøg at fremkalde dyb hypotermi (kropstemperaturer på mindre end 10 ° C) hos kritisk sårede traumeofre, effektivt at lukke hjernen ned og genstarte den senere for at købe tid til at redde patientens liv.
Det er let at afvise kontroversielle praksisser som kryonik og udviske forskningen omkring dem, men vi bør huske og endda respektere, at fremherskende synspunkter ofte viser sig at være forkerte, og at det, der er umuligt nu, kan være muligt i fremtiden. For eksempel blev Ignaz Semmelweis, kimteoriens fader, bredt ignoreret, da han i det 19. århundrede foreslog, at sygeplejersker og læger skulle vaske deres hænder, før de behandlede patienter. Selv i dag, læger er ofte forkerte når man forudsiger udfald i livets afslutningssituationer.
Cryonics fortjener en fordomsfri diskussion, ligesom mainstream-bestræbelser på at forstå bevidsthedens natur, bevare menneskeligt væv og organer til livreddende transplantationer og redde kritisk sårede patienter ved at forstå grænserne mellem biologisk liv og død.
David W. Crippen er professor i afdelingerne for Critical Care Medicine og Neurological Surgery, University of Pittsburgh.
Robert J. Shmookler Reis er professor i afdelingerne for geriatri, biokemi og molekylærbiologi og farmakologi/toksikologi ved University of Arkansas for medicinske videnskaber.
Ramon Risco er professor i ingeniørvidenskab og direktør for CryoBioTech Cryobiology Laboratory, University of Sevilla, og seniorfysiker ved National Accelerator Center, Spanien.
Natasha Vita-More er professor og formand for kandidatstudier ved University of Advancing Technology.