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Nature挑战长期观点:死去了还可以恢复大脑功能

日期: 2019年04月18日


    

耶鲁大学科学家最新报告称,他们在死亡4小时后,恢复了猪的大脑中循环系统和细胞活性,之前长期以来科学家都认为死亡后某些脑功能会停止作用,而且这是不可逆转的,这项新研究提出了不同的观点。

 

这一研究成果公布在4月18日Nature杂志上。

 

研究人员从肉类加工厂获得了死后猪大脑,进行分离后用专门设计的化学溶液浸泡,结果发现许多基本的细胞功能恢复了。

 

文章作者,耶鲁大学神经科学和遗传学教授Nenad Sestan说:“大型哺乳动物完整的大脑保留了先前未被充分认识的循环系统恢复能力,以及循环停止后数小时的某些分子和细胞活性的恢复能力。”

 

不过研究人员也强调,这些大脑缺乏正常脑功能相关的任何可识别的电信号。

 

“我们完全没有观察到与感知,意识或意识相关的有组织的电活性,”共同第一作者,Zvonimir Vrselja说,“临床定义上来说,这不是一个活的大脑,但它确实是一个细胞活跃的大脑。”

 

大脑内的细胞死亡通常被认为是一个迅速且不可逆转的过程。切断氧气和血液供应,大脑的电活动和意识迹象会在几秒钟内消失,而能量储存也会在几分钟内耗尽。目前的观点认为,一系列级联损伤和死亡分子随后被激活,引发广泛的,不可逆转的退化。

 

然而,Sestan实验室的研究人员观察到,他们常规工作的小组织样本显示出了细胞活性的迹象,即使死后数小时收集的组织也有细胞活性。

 

研究人员在猪死后4小时,连接了大脑的脉管系统,使用他们称之为BrainEx的系统——一种新开发的独特配方溶液保护脑组织。结果发现神经细胞完整性得以保留,某些神经元,神经胶质和血管细胞功能得以恢复。

 

这一新系统可以帮助解决一个棘手的问题,即无法应用某些技术来研究完整大型哺乳动物大脑的结构和功能,这限制了对脑疾病根源以及神经元连接等课题的研究。

 

“以前,我们只能利用其原生环境以外的小组织样本,在静态或二维条件下研究大型哺乳动物大脑中的细胞,”共同第一作者,Stefano G. Daniele说,“这是我们第一次能够在三维这个维度上研究大脑,这有助于研究复杂细胞相互作用和连接。”

 

作者说,虽然这一进展没有立即应用于临床,但新的平台未来也许能够帮助医生找到挽救中风患者脑功能的方法,或者测试针对损伤后细胞恢复的新疗法的功效。

 

美国NIH精神卫生研究所功能神经基因组学主任Andrea Beckel-Mitchener说:“这一系列研究为推动对脑部疾病的理解和治疗带来了希望,为研究人类大脑死亡提供一种全新的方式。”

 

研究人员表示,目前尚不清楚这种方法是否适用于人类大脑。他们使用的化学溶液缺乏人体血液中天然存在的许多成分,例如免疫系统和其他血细胞,因此还需要进一步研究。而且研究人员也强调,未来任何涉及人体组织的研究或死后动物组织中电活动的恢复研究都应该在严格的道德监督下进行。

 

“意识的恢复从来就不是这项研究的目标,”耶鲁大学跨学科生物伦理学中心主任 Stephen Latham说。

 

转载标题:Nature挑战长期观点:死去了还可以恢复大脑功能

 

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