과학자들이 "살아있는"것이 무엇인지 의문을 갖는 급진적 인 실험에서 과학자들은 도축장에서 동물이 죽은 후 몇 시간 동안 돼지의 뇌에서 뇌 순환과 일부 세포 활동을 회복했습니다.
비록 인간이 아닌 돼지에서 행해진 결과는, 사망 후 뇌 세포가 갑작스럽고 돌이킬 수없는 손상을 겪는 장기적인 견해에 도전한다.
대신, 네이처 (Nature) 저널에 오늘 (4 월 17 일) 발표 된 연구 결과에 따르면, 대형 포유 동물의 뇌는 사후 몇 시간 동안 순환 및 특정 세포 활동의 "이전에 저평가 된 회복 능력을 보유하고있다"고 밝혔다. 뉴 헤이븐의 예일 의과 대학의 신경 과학, 비교 의학, 유전학 및 정신과 교수.
세 스탄은 어제 기자 회견에서“이번 발견의 주된 의미는… 뇌에서 세포 사멸이 우리가 이전에 생각했던 것보다 더 오랜 시간 동안 발생한다는 것이다. 세 스탄은 사망 후 몇 초 또는 몇 분에 걸쳐 발생하는 것이 아니라“점진적이고 단계적인 과정”을 보이고 있으며 어떤 경우에는 세포 사멸 과정이 연기되거나 심지어 역전 될 수도 있다고 세 스탄은 밝혔다.
그러나 연구진은 정상적인 뇌 기능이나 인식 또는 의식과 같은 것들에 필요한 돼지의 뇌에서 어떤 종류의 활동도 관찰하지 않았다고 강조했다. 세 스탄은“이것은 살아있는 두뇌가 아니다. "하지만 그것은 세포 적으로 활동적인 뇌입니다."
이 연구는 과학자들에게 뇌를 연구하는 새로운 방법을 제공함으로써, 이전에는 불가능했던 방식으로 온전한 뇌 전체의 기능을 조사 할 수있게한다. 이를 통해 과학자들은 뇌 질환이나 뇌 손상의 영향을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 연구원들은 말했다.
현재의 연구는 인간이 아닌 돼지에서 이루어졌지만, 돼지 뇌는 설치류 뇌에 비해 더 크고 인간과 비슷합니다.
"BrainEx"
이 연구에서 연구원들은 BrainEx라고 불리는 그대로, 사후 뇌를 연구하기위한 새로운 시스템을 개발했습니다. 그것은 정상적인 체온에서 혈액의 대체 물질 인 합성 용액을 뇌의 동맥으로 파이프하는 펌프 네트워크입니다.
BrainEx를 사용하여 연구진은 돼지 고기 가공 시설에서 얻은 32 개의 사후 돼지 뇌를 연구했습니다 (폐기했을 것임). 뇌를 돼지 사멸 후 4 시간에 BrainEx 시스템에 놓고, 합성 혈액 대체물로 6 시간 동안 "관류"시켰다.
이 시간 동안 BrainEx 시스템은 뇌 세포 구조를 보존하고 세포 사멸을 줄 였을뿐만 아니라 일부 세포 활동을 복원했습니다. 예를 들어, 일부 세포는 대사 적으로 활성화되어 포도당과 산소를 사용하고 이산화탄소를 생성했습니다. 다른 세포는 특정 분자로 자극되었을 때 염증 반응과 반응했습니다.
대조적으로, BrainEx로 치료받지 않은 "대조군"뇌는 빠르게 분해되었다.
"우리는 우리의 기술로 치료하고있는 뇌와 뇌를 제어하는 뇌의 극적인 차이를 볼 수있다"고 Sestan은 말했다.
윤리적 관심사
이 연구에 관여하지 않은 샌프란시스코 대학교의 신경과 조교수 인 닐 싱할 박사는 일부 윤리적 문제로 인해이 연구는 "도발하려고 생각했다"고 말했다. 예를 들어 과학자들이 심각한 뇌 손상을 입은 사람들의 뇌 기능을 회복 할 수있는 방법은 먼 길이지만 뇌 활동의 일부 회복이 가능하다면 "우리는 뇌사에 대한 정의를 바꿔야 할 것"이라고 Singhal은 Live Science에 말했다. .
연구자들은 의식의 징후를 보지 못했으며 이것이 연구의 목표도 아니 었습니다. 실제로, 합성 혈액 용액에는 신경 활동을 차단하는 몇 가지 화학 물질, 의식에 필요한 활동의 종류가 포함되었습니다.
더구나, 어떤 유형의 조직화 된 전기 활동 (의식에 필요한 종류)이 나타났다면, 연구원들은 마취를 사용하고 뇌 온도를 낮추어 그 활동을 중단하기위한 조치를 취할 준비가되어 있다고 연구 공동 저자 인 Stephen Latham, Yale 's의 이사 학제 간 생명 윤리 센터. 다시 말해, 이런 일이 발생하면 실험을 종료합니다.
연구와 함께 발표 된 논평에서 듀크 대학의 법률 및 철학 교수 인 니타 파라하니 (Nita Farahany)와 동료들은이 연구에서 제기 된 윤리적 문제에 대한 더 많은 지침을 요구했다. 동물 또는 인간이 살아 있습니다. "
이러한 문제에는 시작할 의식을 감지하는 방법과 BrainEx와 같은 시스템을 얼마나 오래 실행할 수 있는지가 포함됩니다.
향후 작업
이 연구는 6 시간 동안 만 지속 되었기 때문에 BrainEx가이 시간보다 오랫동안 뇌를 보존 할 수 있는지 여부를 알기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.
또한이 모델이 뇌 환경과 얼마나 유사한 지에 대한 많은 의문이 남아 있습니다. 이 시스템은 실제 혈액을 사용하지 않으며 뇌는 뇌 내부에있는 것처럼 액체로 목욕되지 않는다고 Singhal은 말했다.
그러나이 시스템이 미래의 뇌 연구에 사용될 수 있다면, 이것은 "사후 뇌를 연구하는 완전히 새로운 방법을 이끌어 낼 수있다"고 국립 보건원 (National Institutes of Health)의 BRAIN Initiative의 팀장 인 Andrea Beckel-Mitchener는 성명서에서 말했다. Beckel-Mitchener는“이 새로운 기술은 시편이 다른 방식으로 보존 될 때 손실되는 복잡한 셀 및 회로 연결과 기능을 검사 할 수있는 기회를 제공한다. 이 연구는 또한 심장 마비와 같이 뇌로의 혈류 손실 후 뇌 회복을 촉진하는 방법에 대한 연구를 자극 할 수 있습니다.
그럼에도 불구하고이 연구는 사망 후 뇌, 돼지 또는 인간을 되 살릴 수있는 수준에 이르지 못했습니다. Singhal은 "기본적으로 뇌가 순환을 잃으면 매우 복잡한 건물이 백만 조각으로 뭉쳐져있는 것과 같다"고 말했다. 새로운 연구는이 방법이 "기초의 일부를 복원 할 수있다"고 제안하지만 여전히 그 기초 위에 세워질 뇌의 성당이 있다고 그는 말했다.
