死亡之后,大腦功能是否可以恢復?
最新一期的《Nature》封面文章,給出一份答案:或許可以!至少在豬身上可以看到希望。
來自耶魯大學醫(yī)學院的科學家們研發(fā)出一套體外灌注系統(tǒng)——Brain Ex,可以在豬死亡4小時后,恢復大腦一些細胞的結(jié)構(gòu)和功能。
這項研究無疑對傳統(tǒng)的“腦損傷假設”,即大型哺乳動物大腦在氧氣、血液停止循環(huán)后的幾分鐘內(nèi)會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)地損傷,提出了質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。
死亡4小時后……
來自耶魯大學醫(yī)學院的科學家們從美國農(nóng)業(yè)部屠宰場選了約300頭豬。它們生來是被食用的,研究人員收集了它們的大腦并進行了相關(guān)研究。
在優(yōu)化技術(shù)之后,團隊將32個豬腦(豬死亡后4小時,并從頭骨中取出大腦)連接至Brain Ex系統(tǒng)。
Brain Ex系統(tǒng)相當于一個泵,通過加熱器和過濾器模擬正常體溫(37℃),并按照血流脈動的節(jié)奏灌注以血紅蛋白為主的無細胞溶液進入豬腦中。灌注時間持續(xù)6小時。在這期間, 研究人員會利用PET掃描技術(shù)從左中右三個維度實時記錄大腦的變化。
Brain Ex灌注系統(tǒng)示意圖(圖片來源:Nature)
結(jié)果讓人難以置信:Brain Ex灌注能夠恢復、維持大腦主要動脈、小血管和毛細血管的循環(huán),同時,當在灌注液中添加一種用于增加人腦血流量的藥物后,豬腦的血管會出現(xiàn)擴張,以便加快灌注液體的流速。這意味著,大腦會響應藥物。
而且,在灌注系統(tǒng)的維持之下,豬腦皮層的細胞死亡減少,神經(jīng)元形態(tài)和密度得以保持,有部分功能甚至得到了恢復,包括突觸活動。
如果灌注不中斷,豬腦的功能可以維持多久?目前還沒有答案,因為灌注液的新鮮度以及人力資源的限制,研究團隊在6小時就終止了灌注。
死亡界線是什么?
雖然這項研究并沒有表明,死亡后的豬腦能夠再次恢復意識、感覺以及更高級的大腦活動,但是確實表現(xiàn)出神經(jīng)生理活動的恢復。
這項研究成果或可以幫助研究人員開發(fā)針對因缺氧導致的腦損傷治療,甚至能夠研究完整的人類大腦。而且,它提出一個可能——即使在心臟和肺部停止工作后也能更好地挽救一個人的大腦。
然而,成果一經(jīng)發(fā)表,卻引發(fā)了極大的討論和爭議,特別是關(guān)于“死亡定義”的倫理和法律問題。Nature也對此發(fā)表了兩篇評論文章。
有學者認為,這項研究可能會加劇“拯救個人生命”和“捐獻器官給他人”之間的緊張關(guān)系,也可能會影響人類大腦以及腦組織在科研中的應用。
在大多數(shù)國家,如果一個人表現(xiàn)出不可逆轉(zhuǎn)的所有腦功能喪失(腦死亡)或不可逆轉(zhuǎn)地喪失所有循環(huán)功能(循環(huán)死亡),醫(yī)生就可以在法律上宣布死亡。
近幾十年來,大多數(shù)移植的器官都來源于那些被宣布腦死亡的人,例如中風、長時間缺氧導致的災難性腦損傷。在這種情況下,器官移植需要盡快完成,以便維持捐贈器官的健康程度。
現(xiàn)在,伴隨著腦復蘇技術(shù)的進步,一些拯救或恢復大腦健康的努力似乎越來越合理,而對立面的放棄拯救以便器官移植的選擇似乎不那么合理。來自凱斯西儲大學醫(yī)學院的Stuart Youngner和Insoo Hyun在評論文章中表示,死后數(shù)小時內(nèi),豬腦中一些結(jié)構(gòu)和細胞功能的恢復可能會加劇關(guān)于“何時移除人體器官”的爭論。
參考資料:
【1】Pig experiment challenges assumptions around brain damage in people
【2】Part-revived pig brains raise slew of ethical quandaries
【3】Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem
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