Девочка-подросток, которая трагически умерла от рака, стала последней среди крошечного, но все возрастающего числа людей, которые были подвергнуты криогенной заморозке после смерти. Эти люди надеялись, что достижения в области науки в один прекрасный день позволят им «ожить» и излечиться от болезней, которые их убили. Но какова вероятность того, что такой день когда-нибудь наступит?
Природная криоконсервация
Природа показала нам, что можно криоконсервировать животных, таких как рептилии, амфибии, черви и насекомые. Нематодные черви способны распознавать определенные запахи и сохранить память о них после разморозки. Древесная лягушка (Rana Sylvatica) замерзает в зимний период в глыбе льда, а следующей весной снова возрождается к жизни. Тем не менее тканям человека каждый процесс замораживания-оттаивания наносит значительный ущерб. Понимание и сведение к минимуму этого ущерба является одной из целей криобиологии.
Ущерб на клеточном уровне
На клеточном уровне эти повреждения до сих пор мало изучены, но их можно контролировать. Каждая инновация в этой области науки опирается на два аспекта: улучшение сохранения во время замораживания и продвижение восстановления после оттаивания. Во время заморозки повреждений можно избежать, если тщательно модулировать температуру и опираться на различные типы криопротекторов. Одна из главных задач состоит в ингибировании образования льда, который может разрушать клетки и ткани путем их смещения и разрыва. По этой причине плавный переход к «стекловидной стадии» (витрификации) при быстром охлаждении, а не «замораживание», является целью ученых.
Для этого были использованы простые вещества, такие как сахара и крахмалы. Они помогают изменить вязкость и защитить клеточные мембраны. Химические вещества, такие как диметилсульфоксид (ДМСО), этиленгликоль, глицерин и пропандиол, используются для предотвращения образования внутриклеточного льда и антифриза белков, они подавляют рост кристаллов льда и повторную кристаллизацию при оттаивании.
Возможное повреждение тканей
Но мы должны беспокоиться не только об отдельных клетках. В замороженном состоянии ткани, как правило, биологически стабильны. Биохимические реакции, включая дегенерацию, замедляются при сверхнизких температурах до точки, где они эффективно останавливаются. Тем не менее существует риск того, что замороженные структуры могут испытывать физические разрушения, такие как микротрещины. Затем, при оттаивании, колебание температуры вызывает ряд проблем. Ткани и клетки могут быть повреждены в этом состоянии. Но это также оказывает влияние на нашу общую «эпигенетику», как факторы окружающей среды и образ жизни влияют на выбор наших генов, вызывая эпигенетическое перепрограммирование. Тем не менее антиоксиданты и другие вещества могут помочь восстановлению после оттаивания и предотвратить повреждение.
Как вновь запустить работу всех органов
Возрождение целого тела также создает свои проблемы, и в первую очередь с тем, как органы должны начать функционировать. Проблемы, связанные с восстановлением притока крови к органам и тканям, уже хорошо известны в неотложной медицинской помощи. Но, пожалуй, отрадно, что криогенная заморозка имеет не только негативные последствия, она действительно может смягчить травму. На самом деле жертвы утопления, которых привели в чувство, кажется, были защищены холодной водой. Это привело к многолетним исследованиям в использовании низкотемпературных подходов во время операций.
Современный уровень развития криоконсервации
Ритмоводителями научных инноваций в области криобиологии являются медицинские и экономические факторы. Многие достижения в области сохранения клеток управляются сектором лечения бесплодия и формирующимся сектором регенеративной медицины. Криоконсервированные и глазурованные клетки и простые ткани (яйцеклетки, сперму, костный мозг, стволовые клетки, роговицу, кожу) уже регулярно оттаивают и пересаживают.
Также начата работа по криоконсервации «простых» частей тела, таких как пальцы и ноги. Некоторые сложные органы (почки, печень, кишечник) смогли криоконсервировать и разморозить, а затем успешно повторно пересадить животным. В то время как трансплантация человеческих органов в настоящее время основывается на охлаждении, а не замораживании, ученые продолжают попытки развития криоконсервации целых органов в терапевтических целях.
Самое большое препятствие
Замораживание целого мозга представляет огромный интерес для ученых. Но с 1970 года не было зарегистрировано экспериментов с замораживанием головного мозга животных. Хотя такие факторы, как хороший запас крови и высокая устойчивость к механическим искажением, могут облегчить замораживание мозга, существуют определенные технические и научные проблемы, особенно там, где цель состоит в сохранении регулирующей функции и памяти.
Как обратить болезнь, которая привела к смерти
Но есть еще один огромный барьер для крионики: не только возместить ущерб, причиненный в результате процесса замораживания, но и обратить вспять тот, который привел к смерти, и к тому же таким образом, чтобы индивид возобновил сознательное существование.
С чисто технической точки зрения этого дополнительного затруднения можно будет избежать. Например, человек, который страдает от слабоумия, уже потеряет свою память к моменту смерти и, следовательно, не сможет быть таким же, как раньше, когда проснется после криогенной заморозки. Учитывая это, пациенты с нейродегенеративными расстройствами, которые больше не хотят жить с болезнью, могут стремиться к криозаморозке до смерти, в надежде, что они сохранят некоторые воспоминания, если «оживут» в далеком будущем. Это явно поднимает как правовые, так и этические вопросы.
Использование нанотехнологий для восстановления организма
Так можно ли будет в один прекрасный день криоконсервировать человеческий мозг таким образом, что его можно было бы восстановить без изменений? Как упоминалось выше, успех будет зависеть от качества криоконсервации, а также от технологии пробуждения. Поскольку последняя технология несовершенна в настоящее время, ученые продолжают работать в этом направлении.
Это привело к предположению, что эффективное восстановление должно будет неизбежно опираться на весьма передовые нанотехнологии, а эта область пока еще считается научной фантастикой. Идея заключается в том, что крошечные искусственные молекулярные машины могли бы в один прекрасный день отремонтировать все виды повреждений в наших клетках и тканях, вызванные крионикой, что позволит оживить человека. Учитывая быстрый прогресс в этой области, не стоит отклонять такую возможность.
