Ученые впервые смогли поддерживать жизнь мозга, отделенного от тела
Мозг — самый сложный и удивительный орган человека, который контролирует все наши мысли, чувства и действия. Но что происходит с мозгом, когда он отделен от тела? Может ли он продолжать работать и существовать без внешних стимулов и влияния других органов? Этот вопрос давно интересует не только философов и писателей-фантастов, но и ученых-нейробиологов, которые пытаются понять, как устроена и функционирует наша «серая материя».
Недавно группа исследователей из UT Southwestern Medical Center в США сделала прорыв в этой области, создав уникальное устройство, которое может поддерживать мозг свиньи в живом и функционирующем состоянии независимо от остального тела. Этот эксперимент был опубликован в журнале Nature Communications и вызвал большой интерес и обсуждение в научном сообществе.
Устройство, которое названо экстракорпоральным пульсирующим контролем кровообращения (EPCC), представляет собой сложную систему, которая состоит из нескольких компонентов. Основной из них — искусственная кровь, которая содержит все необходимые для мозга питательные вещества, кислород и гормоны. Эта кровь подается в мозг с помощью специальных насосов, которые регулируют давление, объем, температуру и скорость потока. Кроме того, устройство имеет датчики, которые отслеживают состояние мозга и передают информацию на компьютер, где работает алгоритм, который анализирует данные и корректирует параметры подачи крови. Таким образом, устройство создает оптимальные условия для функционирования мозга вне тела.
Для проведения эксперимента ученые использовали мозги свиней, которые были получены из мясокомбината через четыре часа после смерти животных. Мозги были помещены в специальные контейнеры с устройством EPCC и подключены к нему. Затем ученые запустили устройство и наблюдали за состоянием мозгов в течение пяти часов.
Ученые обнаружили, что устройство EPCC способно поддерживать жизнеспособность и активность мозга свиньи в течение пяти часов после смерти тела. Они измеряли различные показатели, такие как потребление кислорода и глюкозы, выработка углекислого газа, pH крови, а также электрическую активность мозга с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Оказалось, что устройство значительно снижает гибель нейронов и повреждение тканей мозга, которые обычно происходят после остановки кровообращения. Кроме того, устройство восстанавливает нормальный уровень метаболизма мозга и поддерживает работу некоторых его функций, таких как синтез белков и генная экспрессия. Ученые также обнаружили, что мозг продолжает реагировать на раздражители, такие как свет, звук и химические вещества.
Однако, несмотря на эти позитивные результаты, ученые не смогли восстановить глобальную электрическую активность мозга, которая связана с сознанием и когнитивными процессами. Это означает, что мозги свиней не испытывали боли, страха или других эмоций, а находились в глубоком коматозном состоянии. Ученые предполагают, что это связано с тем, что мозги были подвергнуты анестезии кетамином перед смертью животных, а также с тем, что устройство EPCC не воспроизводит все сложные взаимодействия между разными частями мозга и другими органами тела.
Эксперимент с устройством EPCC является первым в своем роде, который показывает, что мозг может сохранять жизнь и функционировать вне тела. Это открывает новые возможности для изучения мозга и его заболеваний, а также для разработки новых методов лечения и трансплантации. Ученые надеются, что в будущем они смогут применять устройство к мозгам людей, которые умерли от инсульта, травмы или болезни Альцгеймера, и изучать, как эти факторы влияют на структуру и функции мозга. Также ученые хотят улучшить устройство, чтобы восстановить глобальную электрическую активность мозга и понять, как она связана с сознанием и мышлением.
Однако данный эксперимент также вызывает множество философских и этических вопросов, связанных с понятиями жизни, смерти и личности. Как мы можем определить, является ли мозг живым, если он лишен сознания? Как можно сохранить достоинство и права человека, если его мозг используется в научных целях? Каковы могут быть последствия, если мозг будет трансплантирован в другое тело или подключен к компьютеру? На эти и многие другие вопросы пока нет однозначных ответов, они требуют дальнейшего обсуждения и регулирования со стороны научного сообщества и общественности в целом.
Недавно группа исследователей из UT Southwestern Medical Center в США сделала прорыв в этой области, создав уникальное устройство, которое может поддерживать мозг свиньи в живом и функционирующем состоянии независимо от остального тела. Этот эксперимент был опубликован в журнале Nature Communications и вызвал большой интерес и обсуждение в научном сообществе.
Как работает устройство
Устройство, которое названо экстракорпоральным пульсирующим контролем кровообращения (EPCC), представляет собой сложную систему, которая состоит из нескольких компонентов. Основной из них — искусственная кровь, которая содержит все необходимые для мозга питательные вещества, кислород и гормоны. Эта кровь подается в мозг с помощью специальных насосов, которые регулируют давление, объем, температуру и скорость потока. Кроме того, устройство имеет датчики, которые отслеживают состояние мозга и передают информацию на компьютер, где работает алгоритм, который анализирует данные и корректирует параметры подачи крови. Таким образом, устройство создает оптимальные условия для функционирования мозга вне тела.
Для проведения эксперимента ученые использовали мозги свиней, которые были получены из мясокомбината через четыре часа после смерти животных. Мозги были помещены в специальные контейнеры с устройством EPCC и подключены к нему. Затем ученые запустили устройство и наблюдали за состоянием мозгов в течение пяти часов.
Что показал эксперимент
Ученые обнаружили, что устройство EPCC способно поддерживать жизнеспособность и активность мозга свиньи в течение пяти часов после смерти тела. Они измеряли различные показатели, такие как потребление кислорода и глюкозы, выработка углекислого газа, pH крови, а также электрическую активность мозга с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Оказалось, что устройство значительно снижает гибель нейронов и повреждение тканей мозга, которые обычно происходят после остановки кровообращения. Кроме того, устройство восстанавливает нормальный уровень метаболизма мозга и поддерживает работу некоторых его функций, таких как синтез белков и генная экспрессия. Ученые также обнаружили, что мозг продолжает реагировать на раздражители, такие как свет, звук и химические вещества.
Однако, несмотря на эти позитивные результаты, ученые не смогли восстановить глобальную электрическую активность мозга, которая связана с сознанием и когнитивными процессами. Это означает, что мозги свиней не испытывали боли, страха или других эмоций, а находились в глубоком коматозном состоянии. Ученые предполагают, что это связано с тем, что мозги были подвергнуты анестезии кетамином перед смертью животных, а также с тем, что устройство EPCC не воспроизводит все сложные взаимодействия между разными частями мозга и другими органами тела.
Эксперимент с устройством EPCC является первым в своем роде, который показывает, что мозг может сохранять жизнь и функционировать вне тела. Это открывает новые возможности для изучения мозга и его заболеваний, а также для разработки новых методов лечения и трансплантации. Ученые надеются, что в будущем они смогут применять устройство к мозгам людей, которые умерли от инсульта, травмы или болезни Альцгеймера, и изучать, как эти факторы влияют на структуру и функции мозга. Также ученые хотят улучшить устройство, чтобы восстановить глобальную электрическую активность мозга и понять, как она связана с сознанием и мышлением.
Однако данный эксперимент также вызывает множество философских и этических вопросов, связанных с понятиями жизни, смерти и личности. Как мы можем определить, является ли мозг живым, если он лишен сознания? Как можно сохранить достоинство и права человека, если его мозг используется в научных целях? Каковы могут быть последствия, если мозг будет трансплантирован в другое тело или подключен к компьютеру? На эти и многие другие вопросы пока нет однозначных ответов, они требуют дальнейшего обсуждения и регулирования со стороны научного сообщества и общественности в целом.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Секрет 14-го моря России: куда оно пропало и почему о нем снова заговорили?
Эксперты напоминают: Кроме Печорского, у России есть и 15-е «забытое» море, и оно тоже возвращается на карты...
Главная тайна Черного моря разгадана: Ученые рассказали, почему там на дне очень прозрачная пресная вода
Чтобы найти ответ, исследователям пришлось заглянуть на 8 тысяч лет назад...
Золотой колокольчик из Эрмитажа: почему Владимир Путин запретил выставлять этот артефакт за границей?
Сколько сокровищ потеряла Россия в последнее время, пока не поняла, что договоры с Западом не стоят даже бумаги, на которой написаны?...
Мегамонстры с 7-го этажа: в древних океанах шла такая война хищников, где у современных косаток не было бы ни единого шанса
Ученые рассказали, куда исчезли «боги» мезозойских морей и почему сейчас их существование было бы невозможно...
Мощнее леса в десятки раз: в ЮАР нашли «живые камни», которые выкачивают CO₂ с бешеной скоростью
Микробиалиты могли бы спасти Землю от потепления, но у этих «каменных насосов» есть один нюанс...
3500-летние рисунки на камнях российского острова Вайгач грозят переписать древнюю историю Арктики
Ученые рассказали, кем были мореходы из забытой цивилизации Русского Севера...
Грядет научный прорыв: Зачем в последние годы ученые по всему миру создают очень странные компьютеры?
Новые аппараты… не просто живые: они стирают различия между ЭВМ и человеческим мозгом...
20-летнее наблюдение со спутников «сломало климат»: Теперь ученым придется полностью менять все теории
Зато теперь понятно, почему в двух близких городах могут быть... разные времена года...
Ученые рассказали, какой фрукт подчинил себе весь Китай
Как продукт с очень специфическим запахом стал управлять дипломатией и экономикой Юго-Восточной Азии?...
Она нам больше не праматерь! Почему легендарную Люси могут «изгнать» из числа наших предков?
Ведущие антропологи мира схлестнулись в настоящей войне. Кто же окажется победителем?...
Американский авиалайнер резко рухнул на 7000 метров: эксперты считают виновником сбоя космические лучи из глубин Галактики
В этот раз катастрофа не произошла, но под угрозой электроника самолетов, космических аппаратов и даже автомобилей. Почему так происходит?...
Забытые истории: где искать потерянные русские города?
Последний языческий город, почему Тмутаракань — головная боль археологов и что не так со Старой Рязанью...