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Forscher aus Yale haben ein system entwickelt, das in der Lage Wiederherstellung von Funktionalität und auf die Köpfe der enthaupteten Schweine für mindestens 10 Stunden nach dem Tod. Die Leistung hat enorme wissenschaftliche potential, aber es wirft einige ernste ethische und philosophische Bedenken.
Entwickelt von Neurowissenschaftler Nenad Sestan ‘ und seine Kollegen von der Yale University, das system wurde gezeigt, dass die Wiederherstellung der Durchblutung und zelluläre Funktionalität intakt Schwein Gehirn aus dem Schädel entfernt. Die Gehirne waren angeschlossen an das system, bekannt als BrainEx, vier Stunden nach dem Tod erklärt wurde und nach schweren Sauerstoffmangel, oder Anoxie, hatte. Das system gepumpt synthetische Blut und anderen Stoffen in die körperlose Orgel, Wiederherstellung partielle Funktionalität für einen Zeitraum von sechs Stunden. Diese Forschung wurde heute veröffentlicht in der Natur.
Wichtig ist, das Gehirn nicht zeigen Anzeichen von Bewusstsein oder das Bewusstsein, und die Forscher nahmen Sie zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen, um sicherzustellen, dass nicht passiert. Die schweineköpfe waren, die aus einem nahe gelegenen Lebensmittel-Verarbeitungsanlage, so dass keine Schweine wurden absichtlich getötet, für das experiment. Die Forscher nahmen auch zusätzliche Anstrengungen, um zu konsultieren und die Genehmigung erhalten, die von mehreren Ethik-Gremien, einschließlich des Institutional Animal Care and Use Committee ” an der Yale University und der Neuroethics Arbeitsgruppe des US National Institute of Health (NIH). Was mehr ist, bioethiker Stephen Latham vom Interdisziplinären Zentrum für Bioethik an der Yale beigetragen, und ist ein börsennotiertes Autor der neuen Studie.
Die Fähigkeit, Wiederherstellung von partiellen Funktionen zu einem säugetier-Gehirn nach dem Tod führen könnte, ein neues Modell für die Untersuchung der Gehirne und neue medizinische Interventionen für Krankheiten oder Bedingungen, in denen das Gehirn ist, ausgehungert von Sauerstoff, einschließlich Schlaganfälle. Zur gleichen Zeit, jedoch, die neue Errungenschaft belasten unsere Vorstellung von Tod und wenn es erklärt werden sollte—eine Entwicklung, mit Konsequenzen angefangen von Tierversuchen durch menschliche Organspenden.
Aktive Neuronen (grün) und Zellen (blau) im Gehirn verknüpft die BrainEx-system. Bild: Stefano G. Daniele & Zvonimir Vrselja; Sestan ‘ Labor; Yale School of Medicine
Wenn vieles davon klingt vertraut, Sie denken wahrscheinlich von einem MIT-Technology-Review-Bericht vom letzten Jahr, in dem einige details zu diesem experiment wurden sickerte an die öffentlichkeit. Bei einer Pressekonferenz gestern, Sestan’, sagte jemand offenbart diese Informationen, um die MIT Bekanntmachung nach einem geheimen, geschlossenen Tür Konsultation mit Wissenschaftlern und bioethicists. Eine Forderung in der MIT Technology Review Artikel, dass ein Schwein Gehirn gehalten worden war “lebendig” für 36 Stunden wurde entlassen durch Sestan’, der sagte, solch eine Mühe hätte sich weit jenseits der Möglichkeiten des Experiments (vor allem Sestain nicht leugnen, dass ein Schwein Gehirn hatte wurde angeschlossen, um das system für 36 Stunden). Die neue Studie ist jetzt unsere erste Möglichkeit zu überprüfen, die Experimentieren und sehen, was tatsächlich geschieht und warum.
So wie es da steht, Neurowissenschaftler können nur dann nachhaltig Gehirnzellen im Labor für ein paar Wochen. Unnötig zu sagen, studieren Klumpen von Zellen in einer Petrischale ist weit entfernt von der Möglichkeit zu studieren ein ganzes Gehirn. Dasselbe gilt für dünne Scheiben von Hirngewebe, die für schlechte Annäherungen an eine funktionale, zusammenhängende Gehirn. Folglich haben Wissenschaftler gekämpft, um zu verstehen, die verschiedenen Prozesse, die passieren, in das Gehirn nach dem Tod, wie die Fähigkeit des Gehirns zu behalten bestimmte Funktionen wie Durchblutung, und die rate des zellulären Tod.
Der Zweck der BrainEx experiment war, um “besser zu verstehen, wie Gehirnzellen reagieren-Kreislauf-Stillstand” und “testen, ob einige zelluläre Funktionen wiederhergestellt werden können, die im Gehirn nach dem Tod”, erklärte Sestan ‘ auf der gestrigen Pressekonferenz. Diese Bemühungen, sagte er, könnte die Neurowissenschaftler in die Lage versetzt, besser zu verstehen und möglicherweise zu behandeln, “Schlaganfall und anderen Störungen im Gehirn verursachen, dass die Zellen sterben.” Latham mischte sich, zu sagen, das experiment könnte unter Umständen dazu führen, neue Wege der Erhaltung anderer Organe als das Gehirn, oder sogar “umkehren der post-mortem-Zersetzung dieser Organe,” sagte er. Schließlich könnte der Versuch neue Wege zu studieren, post-mortem-Gehirne im Labor, behauptet der Wissenschaftler.
Säugetier-Gehirn benötigen viel Sauerstoff. Unterbrochen Perioden der Sauerstoff-Anreicherung Blut fließt, auch für kurze Zeit, verursachen Neuronen sterben, was zu schweren Hirnschäden. Anoxie, als dieser physiologische Vorgang genannt wird, setzt auch nach dem Tod. Die neue Studie wurde konzipiert, um die Bewertung des Schweregrads dieses Schadens post-mortem, und ob bestimmte Gehirn-Funktionen kann teilweise wieder in den unmittelbaren Stunden nach dem Tod erklärt.
Testen Sie diese Möglichkeit, Sestan ‘ und sein team entwickelten nun ein system, das den Blutfluss zum Gehirn unter normalen Körpertemperatur. Die benutzerdefinierte gestaltete Gerät nachgeahmt Natürliche organ Systeme im Körper, Pumpen einen Schutz-Lösung entwickelt, um die Erholung von längeren Anoxie. Dieses künstliche Blut-Versorgungsmaterial geliefert wurde, isoliert Schwein Gehirn, verhindern, dass einige der Zerfall der Regel in Zusammenhang mit dem Tod. Die BrainEx-system übernahm sechs Jahre zu entwickeln.
Insgesamt 32 Schwein Gehirn getestet wurden, während des Experiments. Schweine wurden verwendet, weil Ihre Gehirne sind relativ groß und strukturell ähnlich wie bei uns. Die Gehirne wurden entfernt aus dem Schädel und Haken bis zu der BrainEx Gerät vier Stunden nach dem Tod (also diese Gehirne erlebt, vier Stunden der Anoxie). Die Köpfe blieben auf dem system für sechs Stunden, wie die Forscher sorgfältig überwacht, nach Aktivität. Bemerkenswert ist, dass die sechs Stunden von synthetischem Blut perfusions führte zu einer Wiederherstellung der zellulären Funktionalität, zusammen mit der Vorbeugung von Schwellungen und andere Faktoren, die für die zelluläre Schäden und Tod. Es löste sogar einige der synaptischen Aktivität. Neben der Reduzierung von Zelltod, BrainEx erhalten-Kreislauf-Funktion in den großen Arterien und kleinen Blutgefäße. Das experiment hätte auf mehr, aber die Studie-Protokolle erforderlich, die Forscher zu stoppen in dieser Phase.
Wichtig ist, keine höhere Ebene der Funktionalität wurde festgestellt, um das Vorhandensein von Bewusstsein, Bewusstsein und Wahrnehmung. Ein EEG-Gerät nicht erkennt die Signale, die mit dem Bewusstsein verbunden, nämlich mit niedriger amplitude Wellen in den alpha-Bereich (8-12 Hz) und beta-Bereich (13-30 Hz). Keine Beweise dafür auftauchten, deuten die breit angelegte, volle Funktion in der Schweine Gehirne. Um sicher zu sein, jedoch verwendeten die Forscher die neuronale Aktivität-Blocker, um zu verhindern, dass die bewusste Wahrnehmung von die sich während des Experiments. Wie die Forscher räumte während der Pressekonferenz, aber diese neuronale Blocker können die Ergebnisse ausgewirkt haben, zu verhindern, dass Sie von der Erkennung der Anwesenheit des Bewusstseins oder der Wahrnehmung. Das heißt, die Wissenschaftler waren überzeugt, dass der BrainEx-system ist nicht in der Lage, die Wiederbelebung Bewusstsein.
“Ich will es machen klar, dass Bewusstsein wurde nie erkannt, in der recherche”, sagte Sestan’. “Es war nie ein Ziel der Forschung induzieren Bewusstseins in den Gehirnen.” Das sagte, seine Mannschaft “bereit war, zu induzieren Anästhesie, senken Sie die Temperatur des Gehirns,” und tun, was erforderlich war, um “nicht mehr jede Tätigkeit sollte es auftreten”, sagte er. Dies ist “nicht eine lebende Gehirn, aber eine zellulär aktives Gehirn”, fügte er hinzu, sagen die Wissenschaftler immer noch nicht das wissen haben, “für die Wiederherstellung der normalen Funktion des Gehirns—das war nicht das Ziel, noch haben wir dieses Ziel erreichen.”
Dieses experiment zeigt, dass unter den richtigen Bedingungen, eine große, körperlose, intakt Säuger ” – Hirn besitzt eine unterschätzte Kapazität für die Wiederherstellung der Mikrozirkulation und des molekularen und zellulären Aktivität nach einer längeren post-mortem-Intervall,” so die Schlussfolgerung der Forscher in der Studie.
Der Grad, zu dem dieses system verwendet werden könnte, um die Erhaltung der Gehirn noch weiter, ist nicht klar. Seiner Verwendung, zum Beispiel zur Wiederherstellung kryokonserviert Gehirne oder wieder beleben Individuen in einem Gehirn tot ist, vegetatives Stadium, ist völlig spekulativ zu diesem Zeitpunkt. Wie bereits erwähnt, aber das system könnte verwendet werden, um zu helfen, Schlaganfall-Patienten oder zur Behandlung von anderen Formen der Hirnschädigung, aber diese Perspektive noch weit in der Zukunft, wenn es überhaupt möglich ist. Für die nächste Phase der Forschung, die Wissenschaftler würden gerne testen das Gehirn für längere Laufzeiten.
“Diese Studie fügt einem wachsenden Bewusstsein, dass der Tod nicht einen jähen Ereignis, sondern ein allmählicher Prozess. Im Laufe der Zeit dies könnte möglicherweise dazu führen, Herausforderungen an das juristische Konzept der Hirntod als gültige definition des Todes.”
Bioethiker Kerry Bowman von der Universität von Toronto, wer war nicht beteiligt an der neuen Arbeit, sagte, dass dies eine sehr wichtige Studie aus ethischer Sicht, obwohl er sagte, dass die aktuelle Studie verletzt keine bestehenden ethischen Protokolle.
“Die definition des Todes in vielen westlichen Nationen stellt sich auf das Konzept der irreversiblen Verlust aller Hirnfunktionen. Diese Studie Herausforderungen, die sehr Konzept,” Bowman, schrieb Gizmodo in einer E-Mail. “Obwohl es keine EEG-Aktivität detektiert, oder der Nachweis von Bewusstsein, dies könnte möglicherweise spiegelt das design der Studie. Diese Studie fügt einem wachsenden Bewusstsein, dass der Tod nicht einen jähen Ereignis, sondern ein allmählicher Prozess. Im Laufe der Zeit dies könnte möglicherweise dazu führen, Herausforderungen an das juristische Konzept der Hirntod als gültige definition des Todes.”
Vorhandenen Tieren in der Forschung Ethik-Protokolle zunehmend unzureichend, sagte Bowman, als nichtmenschlichen Tieren könnte möglicherweise gehalten werden, in einem unbestimmten Reich zwischen Leben und Tod. Die neueren neurowissenschaftlichen Forschung mit EEG und fMRI schlägt vor, dass die Decodierung einige neuronale Aktivität der dort lebenden Menschen möglich ist, bis zu dem Punkt zu rekonstruieren, Bilder, sagte er, und, dass einige dieser Dekodierung könnte schließlich sein, gemacht post-mortem.
In einem zugehörigen Kommentar veröffentlicht Natur, Duke University law und professor der Philosophie, Nita Farahany und Ihre beiden co-Autoren, sagte, die neue Forschung upends zwei wichtige Annahmen über den Tod und seine unmittelbaren Auswirkungen auf das Gehirn:
Erstens, dass die neuronale Aktivität und Bewusstsein unwiederbringlich verloren innerhalb von Sekunden bis Minuten nach der Unterbrechung der Blutfluss in den säugetier-Gehirnen. Zweitens, dass, es sei denn, die Durchblutung ist schnell wieder hergestellt, es ist eine weitgehend irreversible progression in Richtung Zelltod und der Tod des Organismus…Selbst mit all den unbekannten, die Entdeckung, dass säugetier-Gehirne vorgenommen werden können, scheinen “leicht lebendig”, Stunden nachdem die Tiere getötet worden waren, hat Auswirkungen, die Ethiker, die Regulierungsbehörden und die Gesellschaft allgemein müssen denken Sie jetzt durch….Aus unserer Sicht, neue Leitlinien erforderlich sind, für Studien, in denen die Erhaltung oder die Wiederherstellung des ganzen Verstand, weil Tiere für solche Forschung könnte am Ende in einer Grauzone—nicht lebendig sind, aber nicht komplett tot.
Farahany und Ihre co-Autoren mehrere Vorschläge gemacht, einschließlich der Verwendung von Techniken andere als ein EEG zu erkennen Anzeichen von Bewusstsein, die Schaffung einer vereinbarten Liste von Arten, die als angemessen oder unangemessen für diese Art von Forschung, die weitere Nutzung der neuronalen Aktivität-Blocker und Anästhetika während dieser Experimente, bis mehr bekannt ist, und die Bestimmung einer geeigneten Länge der Zeit, die ein Gehirn ausgeführt werden darf, auf die BrainEx-system.
In einem zweiten Kommentar Stück veröffentlicht, von der Natur, bioethicists Stuart Youngner und Insoo Hyun von der Case Western Reserve University School of Medicine, sagte, die neue Studie ist eine Herausforderung, die lang gehegte Annahme, dass große Gehirne sind hoffnungslos beschädigt in den wenigen Minuten nach dem Tod.
“Es stellt sich auch die Möglichkeit, die Forscher könnten besser auf die Bergung von einer person Gehirn auch noch nach dem Herzen und den Lungen haben aufgehört zu arbeiten”, schrieb Youngner und Hyun. “Fortschritte im Anschluss an die BrainEx Studie könnte verschärfen die Spannungen zwischen den Anstrengungen zur Rettung der Leben der Menschen und versuche, Sie zu erhalten, Organe zu Spenden, andere,” fügte hinzu, dass, “In unseren Augen, als die Wissenschaft von Gehirn-Wiederbelebung fortschreitet, einige Anstrengungen, um speichern oder wiederherstellen Hirn mag immer angemessenen—und einige Entscheidungen zu verzichten, solche versuche zu Gunsten der Beschaffung von Organen für Transplantationen könnte scheinen weniger so.”
Klar, das Schwein brain-Studie ist provokant einige schwerwiegende Fragen, insbesondere solche mit unseren Vorstellungen von Tod. Während der Pressekonferenz, die BrainEx Wissenschaftler waren schnell verharmlosen die breiteren philosophischen Implikationen Ihrer Forschung sagen, das system ist nicht aus der Ferne in der Nähe nicht in der Lage, vollständig wiederherstellen die Funktion des Gehirns. Das kann sehr gut der Fall sein, aber diese Forschung ist das Fundament für die weitere inhaltliche Durchbrüche in diesem Bereich. Es ist daher wichtig, dass wir diskutieren diese wichtigen Fragen jetzt, wie wir zunehmend besser zu halten, Gehirn lebendig.
[Natur]
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