Крионика: естьли жизнь после заморозки?
Журналистская этика требует, дабы в статьях на спорную тематику постоянно присутствовало более одной точки зрения. Крионика — одно из самых спорных направлений практической деятельности, в котором многие категорически отказываются признать науку. Исходя из этого, дабы выполнить собственный опытный долг, начнем со скептической части.
Возможность оживления замороженного человека посредством разработок будущего не может быть гарантирована на 100%. Ни одна уважающая себя криофирма не подпишется под обещанием оживить больного через какое-то количество лет. И исследования крионики, и бизнес по сохранению тел криопациентов опираются на веру в то, что самые перспективные разработки сегодняшнего дня возьмут хорошее развитие.
Речь заходит о создании и выращивании органов их неестественных аналогов, о нанотехнологиях в медицине, о моделировании сознания. Такая позиция дает достаточно простора для скепсиса, исходя из этого отыскать критические замечания в адрес крионики не составит ни мельчайшего труда.
Но не все скептики знают, как сложно сохранить организм, не повредив его, и какие конкретно продвинутые разработки стоят за этим процессом. С этими способами связаны в полной мере осязаемые успехи сегодняшнего дня, такие как хранение спермы с возможностью оплодотворения спустя 2 десятилетия по окончании консервации либо заморозка людских эмбрионов размером от нескольких десятков до нескольких сотен клеток с последующим возвратом к судьбе.
Одни лишь эти удачи заставляют нас с максимальной серьезностью отнестись к возможностям криобиологии. О них нам поведал Данила Медведев, генеральный директор компании «КриоРус».
Процесс, а не итог
Чтобы вспоминать о временной приостановке и последующем восстановлении судьбы, нужно глубокое познание смерти. Познание того, что умирание — это не единовременное событие, а растянутый во времени процесс, складывающийся из нескольких стадий, позволило множеству больных возвратиться к судьбе по окончании клинической смерти в следствии реанимационных процедур.
Фактически клиническая смерть характеризуется остановкой сердца, прекращением дыхания, исчезновением внешних показателей судьбы. При отсутствии циркуляции крови кислород перестает поступать к клеткам органов и тканей. К сожалению, самый чувствительны к аноксии (отсутствию кислорода) клетки центральной нервной совокупности, в частности коры подкорковых структур и головного мозга.
При диагностировании клинической смерти у докторов, в большинстве случаев, остаются считаные 60 секунд чтобы совершить реанимационные мероприятия. Но в некоторых случаях длительность клинической смерти может возрастать до нескольких десятков мин.. Один из таких случаев — гипотермия, понижение температуры тела (в большинстве случаев, до 20−25°С), тормозящее биологические процессы.
Гипотермию применяют в хирургии с целью проведения некоторых операций, требующих остановки сердца.
При прекращении биоэлектрической активности мозга констатируется смерть мозга. Реанимационные мероприятия прекращаются, и человек согласится мертвым, среди них и с юридической точки зрения. Что происходит в клетках органов, мозга и тканей сейчас?
Различные ткани проявляют разную степень устойчивости к аноксии. Сердце может протянуть до двух часов по окончании биологической смерти, почки и печень — до четырех часов, мускулы и кожа — до шести, а кости — до нескольких дней. Мельчайший запас прочности имеет мозг , но и его клетки не умирают в один момент, все разом.
Клетка — это биологический механизм, что всегда расходует энергию, вырабатываемую за счет окислительных процессов. С прекращением поступления энергии клетка перестает восстанавливаться и реагировать на внешние стимулы. Неспешно нарушается проницаемость плазматической мембраны, изменяется концентрация ионов, происходит разрыв и набухание органелл их мембран.
Получается, что в течение некоего времени по окончании биологической смерти многие клетки мозга остаются живыми, а кое-какие умирают, но сохраняют б? льшую часть собственных структурных элементов. По сути, вся крионика основывается на предположении о том, что максимально бережное сохранение физической структуры мозга разрешит перенести в будущее личность больного.
В полной мере логично считать, что личность человека определяется его воспоминаниями — правильнее, содержимым долгосрочной памяти. Как мы знаем, что запоминания и процессы мышления определяются связями между отдельными нейронами, иногда отстоящими очень на большом растоянии друг от друга. В 2009 году Национальным университетом здоровья США был начат проект «Коннектом человека» (по аналогии с геномом), направленный на картографирование нейрональных связей.
Главные теории памяти так или иначе подразумевают, что формирование данных связей зависит от трансформации физических структур мозга. Синаптическая теория предполагает, что при запоминании изменяется проводимость синапса (контакта между двумя нейронами). Это связано с активацией дополнительных протеиновых рецепторов, трансформацией химических черт синаптической мембраны а также повышением диаметра синапса.
Химические теории утверждают, что носителями долгосрочной памяти смогут быть белки, пептиды, ДНК либо РНК.
Крионисты не обещают сохранить мозг в первозданном виде, без мельчайших повреждений. Но медицинская практика показывает, что травматические повреждения мозга вовсе не всегда приводят к утрата памяти. Помимо этого, имеется надежда, что в будущем наномедицина разрешит восстанавливать незначительно поврежденные клетки, возвращая их к судьбе.
- Криодепозитарий под Сергиевым Посадом — не единственное хранилище «КриоРуса».
В двух дьюарах содержится 13 криопациентов, сохраненных по разработке full-body (полное тело), и полтора десятка клиентов на нейросохранении.
Висящие под потолком знамёна воображают часть государств, больные из которых доверили собственную судьбу «КриоРусу». Среди них Нидерланды, Италия, Япония, США, Израиль, Эстония, Украина.
Контейнер, заполненный сухим льдом, является временным пристанищем для криопациентов перед помещением в дьюар.
Вакуумная совокупность сосудов Дьюара фактически герметична. Для поддержания нужного давления между стенками насос включается с периодичностью приблизительно раз в пятнадцать дней.
Остекленевшая память
Среди ученых, экспериментирующих с замораживанием организмов с целью продления судьбы, много известных имен: чего стоят лишь Антони ван Левенгук и Роберт Бойль. Но до первой половины прошлого века эти попытки оставались бесплодными. К сожалению, мороз разрушает клетки.
Главная опасность появляется в момент замерзания внеклеточной воды, которое ведет к обезвоживанию клеток. С образованием льда значительно уменьшается количество свободной воды, исходя из этого концентрация растворенных в данной воде веществ увеличивается. Образуется осмотическое давление, которое выводит воду из клеток через мембрану, приводя в конечном счете к нарушению структуры белков.
Кроме этого вероятно образование внутриклеточного льда. В воде, содержащейся в клетки, растворены соли, каковые мешают полному превращению воды в лед впредь до температур, родных к -40°С. Именно поэтому защитному свойству цитоплазма остается жидкой кроме того в важные морозы.
Но при приближении к критической температуре вода все же кристаллизуется, разрушая клетку.
В начале XX века швед Линдфорсс и русский ботаник Максимов совершили успешные опыты по замораживанию фрагментов живых тканей с применением глицерина. Были открыты криопротекторы — вещества, мешающие образованию льда и защищающие клетку от разрушения при охлаждении. К проникающим криопротекторам, талантливым проходить через клеточную мембрану, относятся глицерин, диметилсульфоксид, этиленгликоль и ряд других веществ.
В современные составы входят дополнительные компоненты, разрешающие им попадать через гемато-энцефалический барьер, разделяющий кровеносную и центральную нервную совокупности и мешающий попаданию токсинов из крови в мозг.
Криопротекторы замещают собой внутриклеточную воду, и связывают оставшуюся воду, мешая образованию центров кристаллизации. При температуре ниже -130°С происходит витрификация, либо стеклообразование: переход раствора в аморфное состояние. В этом «стекле» застывают пространственные структуры макромолекул белков, что принципиально важно для сохранения памяти.
Дело техники
При констатации биологической смерти принципиально важно как возможно скорее охладить криопациента до состояния глубокой гипотермии (пара градусов выше ноля), дабы замедлить химические процессы, а также некроз клеток. В один момент приступают к перфузии — насыщению клеток раствором криопротектора через кровеносную совокупность.
- Перфузия Раствор криопротектора подается в сонную артерию посредством насоса и выходит через яремную вену.
Процесс перфузии при нейросохранении занимает около двух часов. В один момент тело больного охлаждается и водится в гипотермию. На фото — демонстрационный манекен.
Раствор в пара этапов, с постепенным увеличением концентрации закачивается через сонную артерию, замещая кровь. Эксперты смотрят за давлением раствора: превышение допустимого уровня приведет к повреждению сосудов, а резкий скачок давления укажет на тромб, что возможно устранить. Заполнив сосудистую сеть, раствор выходит через яремную вену.
Концентрация раствора на выходе говорит о степени завершенности процесса: если она такая же, как и на входе, значит, насыщение уже случилось.
Перфузия головы занимает около двух часов, насыщение тела может занять от четырех до шести часов. «Большая часть больных уже на данный момент осознаёт, что самый перспективна разработка нейросохранения, другими словами консервация лишь головы, — говорит уверенный трансгуманист Данила Медведев. — С одной стороны, эта процедура протекает намного стремительнее и потому дает больше шансов сохранить структуру мозга, память, личность. Иначе, уже сегодняшний уровень развития разработок разрешает делать выводы о том, что медицина будущего разрешит создать для больного новое тело, вместо того дабы восстанавливать старое и больное».
По завершении перфузии криопациент транспортируется в хранилище в контейнере с сухим льдом и погружается в жидкий азот для долгого хранения при температуре -196°С. На сегодня это самый надежный метод консервации, не требующий постоянного наличия и внимания электричества.
Дьюары криодепозитария «Крио-Рус» являются двуслойные композитные баки. Пространство между внешней и внутренней стенкой дьюара (20−30 см) заполнено перлитом (вулканическая горная порода), из него откачан воздушное пространство. Вакуум между стенками поддерживается насосом, что включается приблизительно раз в 14 дней.
Примерно раз в тридцать дней в дьюар доливается жидкий азот (около сантиметра по уровню).
В возможности планируется создать замкнутую совокупность, включающую машину по сжижению испаряющегося азота и свободную энергоустановку на солнечных батареях. «Имеется обстоятельства, по которым больных лучше хранить при температуре -130, а не -196°С. Мы уже разрабатываем аппарат для хранения в газовой среде (как в холодильнике) с совокупностью компьютерного управления и дозированной подачи жидкого азота», — делится замыслами Данила Медведев.
Медицинский роликовый насос для перфузий разрешает совершенно верно осуществлять контроль скорость течения раствора. Превышение допустимого давления может привести к повреждению сосудов.
Манометр оказывает помощь экспертам всегда отслеживать давление в кровеносной совокупности.
Резкий скачок давления говорит о наличии тромба либо иного повреждения, которое возможно оперативно устранить.
Посредством шприца забираются пробы раствора из яремной вены. В то время, когда концентрация пробы сходится с концентрацией подаваемого раствора, считается, что случилось насыщение клеток криопротектором.
Раствор криопротектора готовится в нескольких концентрациях.
Сперва подается наименее концентрированный раствор, после этого, по мере насыщения, — более концентрированный.
Рефрактометр — это оптический прибор, измеряющий показатель преломления раствора. По показателю преломления возможно делать выводы о концентрации раствора.
Посредством прибора измеряется концентрация при приготовлении раствора и при взятии проб из яремной вены.
Количество в уровень качества
На сегодня в мире существует три криофирмы с собственными хранилищами: две в Соединенных Штатах и одна в Российской Федерации. Число криопациентов приближается к отметке в 300 человек, из них у нас сохранены 41.
В случае если признать шансы на «воскрешение» ненулевыми, то их повышение прямо зависит от распространения идеи крионики, ее интеграции в научный процесс, культурный контекст, правовые нормы. К примеру, введение крионирования в клиническую практику разрешит погружать больного в гипотермию и приступать к перфузии сразу после наступления биологической смерти, что значительно повысит шансы на сохранение структуры мозга.
Развитие законодательной базы, в частности введение ответственности за нарушение работы криодепозитария, окажет помощь больным дожить до долгожданного прорыва в медицине. Наконец, элементарное просвещение разрешит избежать обстановок, в то время, когда родственники мешают воле людей, желающих крионироваться.
За океаном Не считая русского компании «КриоРус» в мире существуют две компании, владеющие собственными криохранилищами. Это Alcor на данный момент Extention Foundation (США, штат Аризона) и «Университет крионики» (США, штат Мичиган). В скором будущем ожидается открытие хранилищ в Швейцарии и Китае.
На данный момент компания «Крио-Рус» содействует постройке криодепозитария в Швейцарии, и участвует в разработке огромного хранилища в Китае при самом ярком содействии страны. Вкупе с неугасающим интересом к смежным научно-практическим областям, таким как трансплантология, эмбриология, нанотехнологии и реаниматология, это вселяет надежду на то, что первые криопациенты в случае если и не получат вечную судьбу, то как минимум послужат науке.
Реанимация прошлого и будущего
- Фото Понятие смерти неоднократно изменялось с течением времени. В соответствии с ожиданиям крионистов, оно изменится и в будущем: окончательной будет принимать во внимание «информационная смерть», по окончании которой будет нереально вернуть информацию об изюминках организма, дабы частично или полностью воссоздать его заново.
Один из самых броских опытов совершили реаниматологи из Университета Питтсбурга в 2005 году.
Они загрузили псов в состояние клинической смерти на три полных часа, по окончании чего вернули их к полноценной судьбе. Подопытным всецело слили кровь, заменив ее на охлажденный физраствор, насыщенный глюкозой и кислородом. У псов остановились сердца и провалилась сквозь землю электрическая активность мозга. Спустя три часа ученые вернули животным кровь, согрели их и запустили сердца посредством дифибриллятора.
Кое-какие псы погибли, но большая часть возвратилось к полноценной судьбе.
Изучения в данном направлении привлекли внимание, а после этого и финансирование DARPA. В будущем разработка приостановки жизнедеятельности окажет помощь выручать людей, к примеру критических больных, находящихся далеко от нуждающихся и клиники в долгой транспортировке, либо солдат на поле боя, умирающих от утраты крови.
Статья «Единственный шанс на бессмертие» размещена в издании «Популярная механика» (№149, март 2015).
<
h4>