Dalam satu percubaan radikal yang mempunyai beberapa pakar mempersoalkan apa yang dimaksudkan sebagai "hidup", saintis telah memulihkan peredaran otak dan beberapa aktiviti sel dalam otak babi jam setelah haiwan mati di rumah sembelih.
Hasilnya, walaupun dilakukan dalam babi dan bukan manusia, mencabar pandangan yang lama yang, setelah kematian, sel-sel otak mengalami kerosakan yang tiba-tiba dan tidak dapat diubah.
Sebaliknya, penemuan yang diterbitkan hari ini (17 April) dalam jurnal Nature, menunjukkan bahawa otak mamalia besar "mengekalkan keupayaan yang tidak diingini sebelumnya untuk pemulihan" peredaran dan beberapa aktiviti selular beberapa jam selepas kematian, kata pengarang senior kajian Nenad Sestan, seorang profesor neurosains, perubatan komparatif, genetik dan psikiatri di Yale School of Medicine di New Haven.
"Implikasi utama dapatan ini ialah ... kematian sel di dalam otak berlaku di tingkap masa yang lebih lama yang kami fikir sebelumnya," kata Sestan semasa sidang akhbar semalam. Bukannya berlaku dalam beberapa saat atau beberapa minit selepas kematian, "kami menunjukkan bahawa ... proses secara beransur-ansur," dan dalam sesetengah kes, proses kematian sel boleh ditangguhkan atau diterbalikkan, kata Sestan.
Namun para penyelidik menekankan bahawa mereka tidak melihat apa-apa jenis aktiviti dalam otak babi yang akan diperlukan untuk fungsi otak normal atau perkara seperti kesedaran atau kesedaran. "Ini bukan otak yang hidup," kata Sestan. "Tetapi ia adalah otak aktif selular."
Kerja ini dapat memberi para saintis cara-cara baru untuk mengkaji otak, membolehkan mereka memeriksa fungsi-fungsi keseluruhan otak utuh dengan cara yang tidak mungkin sebelum ini. Ini seterusnya dapat membantu saintis lebih memahami penyakit otak atau kesan kecederaan otak, kata para penyelidik.
Walaupun kajian semasa dilakukan dalam babi dan bukan manusia, otak babi lebih besar dan lebih seperti manusia berbanding dengan otak tikus.
"BrainEx"
Dalam kajian ini, para penyelidik membangunkan sistem baru untuk mengkaji otak postmortem utuh, yang digelar BrainEx. Ia adalah rangkaian pam yang paip penyelesaian sintetik - pengganti darah - ke arteri otak pada suhu badan normal.
Menggunakan BrainEx, para penyelidik mengkaji 32 otak babi postmortem yang diperolehi dari kemudahan pemprosesan daging babi (yang akan dibuang sebaliknya). Otak diletakkan dalam sistem BrainEx 4 jam selepas kematian babi, dan dibenarkan untuk "berselera" dengan pengganti darah sintetik selama 6 jam.
Pada masa ini, sistem BrainEx bukan sahaja mengekalkan struktur sel otak dan mengurangkan kematian sel, tetapi juga memulihkan beberapa aktiviti selular. Sebagai contoh, sesetengah sel adalah metabolik aktif, bermakna mereka menggunakan glukosa dan oksigen dan menghasilkan karbon dioksida. Sel-sel lain bertindak balas dengan tindak balas keradangan apabila dirangsang dengan molekul tertentu.
Sebaliknya, "mengawal" otak yang tidak dirawat dengan BrainEx dengan cepat terurai.
"Kita boleh melihat perbezaan dramatik antara otak kita merawat teknologi kita dan mengawal otak, kata Sestan.
Kebimbangan etika
Dr. Neel Singhal, seorang penolong profesor neurologi di University of California, San Francisco, yang tidak terlibat dengan kajian tersebut, berkata kerja itu adalah "pemikiran yang memprovokasi," kerana beberapa isu etika yang dibangkitkan. Sebagai contoh, walaupun saintis jauh dari dapat memulihkan fungsi otak pada orang yang mengalami kecederaan otak yang parah, jika ada pemulihan aktiviti otak yang mungkin, "maka kita perlu mengubah takrif kita tentang kematian otak," kata Singhal kepada Sains Hidup .
Para penyelidik tidak melihat apa-apa tanda kesedaran, ataupun matlamat penyelidikan ini. Malah, penyelesaian darah sintetik termasuk beberapa bahan kimia yang menyekat aktiviti saraf, jenis aktiviti yang diperlukan untuk kesedaran.
Lebih-lebih lagi, jika ada jenis aktiviti elektrik yang teratur - jenis yang diperlukan untuk kesedaran - telah muncul, para penyelidik bersedia mengambil tindakan untuk menghentikan aktiviti itu dengan menggunakan anestesia dan menurunkan suhu otak, kata pengarang bersama kajian Stephen Latham, pengarah Yale Pusat Disiplin untuk Bioetika. Dengan kata lain, menamatkan percubaan jika ini berlaku.
Dalam sebuah ulasan yang diterbitkan bersama-sama dengan kajian itu, Nita Farahany, seorang profesor undang-undang dan falsafah di Duke University, dan rakan-rakannya meminta lebih banyak garis panduan mengenai isu-isu etika yang dibangkitkan oleh kajian itu, yang mereka katakan "melontarkan banyak persoalan tentang apa yang membuat haiwan - atau manusia - hidup. "
Isu-isu seperti itu termasuk bagaimana untuk mengesan kesedaran bermula dan berapa lama sistem seperti BrainEx harus dibenarkan berjalan.
Kerja masa depan
Kerana kajian berlangsung selama 6 jam, lebih banyak kajian diperlukan untuk mengetahui sama ada BrainEx dapat mengekalkan otak lebih lama daripada masa ini.
Di samping itu, banyak persoalan kekal mengenai bagaimana model ini serupa dengan persekitaran otak. Sistem ini tidak menggunakan darah yang sebenar, dan otak tidak dimandikan dengan bendalir kerana ia berada di dalam tengkorak, kata Singhal.
Tetapi jika sistem itu boleh digunakan dalam penyelidikan otak masa depan, ini "boleh membawa kepada cara baru belajar otak postmortem," Andrea Beckel-Mitchener, ketua pasukan di Institut Kesihatan BRAIN Inisiatif Kesihatan, yang membiayai bersama penyelidikan, dalam satu kenyataan. "Teknologi baru membuka peluang untuk memeriksa sambungan sel dan litar kompleks dan fungsi yang hilang apabila spesimen dipelihara dengan cara lain," kata Beckel-Mitchener. Kerja ini juga boleh merangsang penyelidikan tentang cara untuk mempromosikan pemulihan otak selepas kehilangan aliran darah ke otak, seperti semasa serangan jantung.
Namun, kajian itu tidak mendekatkan diri untuk dapat memulihkan otak, babi atau manusia, selepas kematian. "Pada dasarnya, apabila otak kehilangan peredaran, ia seperti bangunan yang sangat rumit hanya menjejaskan sejuta keping," kata Singhal. Kerja baru ini menunjukkan bahawa kaedah ini "dapat memulihkan beberapa asas" tetapi masih ada katedral otak yang dibina di atas asas itu, katanya.
