I ricercatori dal 21 ° Secolo la Medicina ha sviluppato una nuova tecnica per consentire l’archiviazione a lungo termine di una quasi perfetta del cervello dei mammiferi. Si tratta di una rivoluzione che potrebbe avere gravi implicazioni per la crionica, e il futuristico prospettiva di portare il congelati morti alla vita.
Utilizzando un composto chimico di girare un coniglio cervello in un vicino come il vetro dello stato, e quindi il raffreddamento a -211 gradi Fahrenheit (-135 gradi Celsius), un gruppo di ricercatori della California-based 21 ° Secolo, la Medicina (21CM) ha mostrato che è possibile attivare quasi perfetta, a lungo termine strutturali conservazione dell’integrità del cervello dei mammiferi. Il risultato ci ha guadagnato non solo riconoscimenti dalla comunità scientifica, ma un premio prestigioso come l’21CM ricercatori sono oggi rilasciato il $26,735 Piccolo Mammifero Cervello Conservazione Premio, che è gestito dal Cervello Preservation Foundation (BPF).
La nuova tecnica, significa che i neuroscienziati sarà ora in grado di studiare il cervello, sia animali che umane, in dettaglio senza precedenti. Ma potrebbe valere anche per la crionica —la pratica della conservazione di una persona di stoccaggio a freddo, nella speranza che alla fine sarà riportato in vita una volta che il requisito esistono tecnologie.
Il cervello non è andata bene durante il processo di raffreddamento, anche quando avanzate cryopreservants sono utilizzati per proteggere il cervello dal gelo danni. Questa limitazione ha reso difficile per gli scienziati correttamente conservare e studiare il cervello e le sue dettagliate web di connessioni dopo la morte. Reversibile crioconservazione che il santo graal della crionica—finora è rimasto fuori portata.
Per cambiare, la BPF lanciato due concorsi indietro nel 2010, uno con successo dimostrando affidabile per la conservazione a lungo termine di un piccolo mammifero del cervello, e un premio simile per fare la stessa cosa in un mammifero di grandi dimensioni (il Mammifero di Grandi dimensioni del Cervello di Conservazione Premio). Per vincere, una squadra di ricerca ha per dimostrare che l’ultrastruttura del cervello dei mammiferi—tra cui l’animale intero connettoma e la struttura sinaptica—può essere attendibilmente conservate a tempo indeterminato dopo la morte.
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“Per fortuna in questo lavoro è stato di successo, come siamo stati in grado di convalidare il piccolo mammifero protocollo, e sono ora al lavoro per valutare il mammifero di grandi dimensioni protocollo”, ha osservato BPF vice-presidente e co-fondatore John Smart in una e-mail a Gizmodo.
“Questo non è il vostro padre crionica.”
Il 21 ° Secolo, la Medicina di gruppo che, guidato da cryobiologist Robert McIntyre, ha scoperto un modo per preservare il fragile circuiti neurali di un coniglio intatto cervello utilizzando un glutaraldeide a base di fissativo insieme con raffreddamento criogenico. I dettagli di questa procedura, chiamato Aldeide-Stabilizzato Crioconservazione (ASC), può essere trovato nella gazzetta Cryobiology. Il nuovo protocollo è stato verificato in modo indipendente dal neuroscienziato e BPF presidente Dr. Kenneth Hayworth e la Princeton University neuroscienziato Dr. Sebastian Seung.
“Ogni neurone e sinapsi sembra ben conservato attraverso l’intero cervello,” ha osservato Hayworth in una dichiarazione alla stampa. “Semplicemente incredibile dato che ho tenuto in mano questo stesso cervello quando si era congelato…Questo non è di tuo padre crionica.”
Come un’idea, la crionica è stato intorno per decenni. Di nuovo nel 1960, futurista Robert Ettinger ipotizzato che persone decedute possono essere eventualmente ripreso dopo una prolungata conservazione in tini di azoto liquido. Mezzo secolo più tardi, cryobiologists sono ancora in lotta per preservare persone defunte, figuriamoci riportarli in vita. Come si è già notato, reversibile crioconservazione è dimostrato difficile a causa dell’intensa danno inflitto al cervello durante la conservazione e cose del genere fratture e danni alle membrane cellulari.
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Questa limitazione fondamentale che ha ispirato una nuova generazione di cryobiologists, che sono focalizzati su tecniche di preservare il delicato disegno di connessioni sinaptiche, conosciuto come il “connettoma”, che codifica per la memoria di una persona e identità. Chiamato la plastinazione o chemopreservation, il nuovo approccio prevede la fissazione chimica e l’inserimento di tessuto cerebrale in plastica-forma per l’archiviazione a lungo termine. McIntyre sistema è unico in quanto unisce chimica fissazione con la crionica.
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Ma a differenza dei tradizionali crionica, che tenta di preservare le componenti biologiche del corpo di una persona o di un cervello, questa nuova scuola di cryobiology prevede “sintetico revival”—un processo in cui il database completo di un singolo individuo neurologici informazioni possono essere utilizzate per creare una nuova versione digitale. La ripresa del cervello digitale, noto anche come un intero cervello di emulazione, può essere caricato in una simulazione al computer o corpo robotico. Ma perché il sistema prevede distruttivo della scansione, le componenti biologiche dell’originale del cervello sarebbe distrutto dal chimiche tossiche bagno durante il processo di conservazione. A seguito di conservazione e di stabilizzazione, questi cervelli sarebbero tagliati in fettine sottili, e poi scansionate singolarmente. Insieme, la collezione digitalizzata fettine di cervello, rappresenta un uninstantiated individuale.
Questa idea si adatta con recenti evidenze suggeriscono che a lungo termine, i ricordi non vengono alterate dal processo di conservazione. E infatti, l’ultima ricerca suggerisce che le memorie e identità personale sono fisicamente codificato nel cervello. Gli scienziati hanno recentemente dimostrato che è possibile individuare e cancellare i ricordi nei topi, mentre anche “incepting,” o introdurre, episodica dell’ippocampo e corticale ricordi in topi via optogenetic alterazione dei singoli neuroni. “Questo importante lavoro [e altri] ci dice di più di quanto abbiamo mai conosciuto prima su specifici processi cellulari e molecolari che i ricordi sono fatti e memorizzati nel cervello dei mammiferi,” Smart detto.
Il trucco è quello di catturare questo neurologici informazioni a il sufficiente livello di risoluzione, e poi conservarlo per un uso futuro. A tirare fuori, McIntyre perfusi un coniglio del sistema vascolare con un fissativo chimico chiamato la glutaraldeide. Questo rapidamente interrotta metabolica decadimento e fissa le proteine. Una volta stabilizzato, il tessuto e la vascolarizzazione è stato portato fino a una temperatura ottimale. I ricercatori hanno aggiunto la crioprotettore lentamente nel corso di quattro ore per evitare di danneggiare la struttura del cervello. Normalmente, il cervello inizia a degradare dopo appena 30 minuti dopo la morte. Ma come McIntyre, ha spiegato a Gizmodo, il “glutaraldeide [comprato] settimane e il crioprotettore [comprato] secoli.” La risultante cervello è stato risolto e congelate—letteralmente e metaforicamente—tale che i suoi elementi sinaptici è rimasta intatta.
McIntyre ha paragonato il processo di conservazione di un libro.
“Se i cervelli sono come libri, ASC è come ammollo un libro in crystal-clear resina epossidica e l’indurimento in un solido blocco di plastica”, ha spiegato. “Non si è mai intenzione di aprire di nuovo il libro, ma se si può dimostrare che la resina epossidica non sciogliere l’inchiostro il libro è scritto con, si può dimostrare che tutte le parole del libro deve ancora essere lì, conservato in resina epossidica di blocco come una mosca nell’ambra.”
Se qualcuno volesse ripristinare il contenuto del libro, McIntyre ha detto che poteva affettare con cura, a prescindere, digitale scansione di tutte le pagine, e poi stampa e riassociare un nuovo libro con le stesse parole. Ma questo è possibile solo se i dati sono ancora intatte, influenzato dal processo di conservazione. Pensare il cervello connettoma come le parole sulle pagine di un libro.
“In generale, penso che è un buon passo in avanti”, ha spiegato l’Università di Oxford, neuroscienziato computazionale Anders Sandberg. “Non è un passo da gigante per l’umanità, ma una di quelle cose utili è necessario effettuare le eventuali passi da gigante.”
In termini di crionica e la prospettiva di tutto il cervello di emulazione, Sandberg ha detto che migliora l’outlook, almeno se si crede che la scansione e l’emulazione è la strada da percorrere. Ma non tutti sono convinti che la distruttivo di scansione è l’approccio giusto, o se criogenico, le tecniche in ogni manifestazione funzionerà mai.
“Per un funzionalista, come me, questa è una buona notizia”, ha detto. “Ma io conosco persone che detengono il corpo-identità di vista dell’identità personale: per loro questo è assolutamente inutile. E, naturalmente, altri pensano che il cervello emulazioni, non sarà possibile per altri motivi, come uncomputability di mente, o semplicemente perché ci potrebbe essere qualche fragile proprietà [in qualche modo] interrotto nella conservazione. Essi non verrà spostato. Ma non è chiaro quali prove avrebbe cambiato il loro punto di vista.”
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Resta da vedere come questo nuovo approccio al cervello di conservazione può influenzare la crionica intera comunità. Classicisti a Alcor e il Cryonics Institute crede fermamente che il cervello (e il loro corpo, per quella materia), devono essere conservate con meno danni possibile. Ma il “plastinators,” come la nuova razza si chiama, credo, è importante conservare le informazioni incorporate nel cervello, mentre mettendo un premio basso conservano parti biologiche. Come Sandberg ha sottolineato di Gizmodo, un grado di tensione sta emergendo tra i sostenitori di questi due approcci, come testimoniato da questo tongue-in-cheek diapositiva preparata da Greg Fahy del 21 ° Secolo, la Medicina.
Quando è stato chiesto quale delle due tecniche che avrebbe usato per se stesso, Sandberg ha sottolineato che la AMC non è stata provata su cervelli più grandi, e che lui preferisce utilizzare un metodo basato sul rilancio del tessuto “in caso di bisogno.” Ma visto i recenti miglioramenti nella struttura fine e conservazione, ha detto che possono passare a questo metodo una volta è stato dimostrato che nel cervello umano.
McIntyre è d’accordo, e ha detto che la tecnica deve essere discusso prima di poter essere considerato in crionica. “Ha bisogno di essere molto più ampiamente testato e realizzata in robusto in una impostazione di ricerca,” ha detto. “Una grande affermazione del genere ha bisogno di un sacco di prove a sostegno di essa.”
[Cryobiology, Cervello Preservation Foundation]
Immagine in alto: microscopio elettronico zoom attraverso una fetta di cervello. Tutte le immagini tramite il 21 ° Secolo la Medicina del Cervello/Preservation Foundation.
E-mail all’autore george@gizmodo.com e a seguirlo @dvorsky.