文 | 李晨陽
本文摘編自中國(guó)科學(xué)報(bào)社旗下微信公眾號(hào)“科學(xué)網(wǎng)”(ID:sciencenet-cas),原文首發(fā)于2019年4月18日,標(biāo)題為《NATURE這次又玩大了!貌似是……大腦死而復(fù)活?》,不代表瞭望智庫觀點(diǎn)。
故事要從一個(gè)屠宰廠(這個(gè)屠宰場(chǎng)非常普通,除了離耶魯大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室太近)說起。
這一天,有32頭豬被宰殺了。在這個(gè)沒有紅油腦花的國(guó)度,這些豬的大腦本應(yīng)直接丟棄。但是耶魯大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家把它們帶回了實(shí)驗(yàn)室。
在豬死亡4個(gè)小時(shí)之后,研究人員把離體豬腦接入了一套名字很帥的大腦血流灌注系統(tǒng)——BrainEx。
系統(tǒng)采用37攝氏度模擬脈動(dòng)血流給豬腦恢復(fù)血流供應(yīng)。
在注入豬腦的防腐劑溶液中,加入了阻止神經(jīng)元放電的化學(xué)物質(zhì),以保護(hù)神經(jīng)元免受損害,同時(shí)也防止大腦活動(dòng)重新開始。
研究人員時(shí)刻準(zhǔn)備著,如果大腦表現(xiàn)出意識(shí)恢復(fù)的跡象,他們會(huì)迅速使用麻醉劑,以免這些失去“主人”的大腦體會(huì)到可能的痛苦。
驚人的事情發(fā)生了!
在接下來的6小時(shí)灌注期內(nèi),32個(gè)大腦竟然恢復(fù)了主要?jiǎng)用}、小血管和毛細(xì)血管的循環(huán)!大腦的免疫系統(tǒng)似乎在工作!部分神經(jīng)元甚至出現(xiàn)了自發(fā)的突觸活動(dòng)!
但研究人員并沒有發(fā)現(xiàn)大腦有恢復(fù)復(fù)雜活動(dòng)甚至意識(shí)的征兆。
他們猜想,重啟大腦活動(dòng)可能需要電擊,或者將大腦長(zhǎng)時(shí)間保存在富氧溶液中,讓細(xì)胞從缺氧狀態(tài)下受到的損傷中恢復(fù)過來。
由于新鮮的灌注液供應(yīng)有限,而且很難有人持續(xù)監(jiān)控和調(diào)整BrainEx系統(tǒng),研究小組在6個(gè)小時(shí)后停止了實(shí)驗(yàn)。因此靠灌注能把豬腦的這些功能維持多久,目前還不好說。
領(lǐng)銜這項(xiàng)工作的美國(guó)康涅狄格州耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)學(xué)家Nenad Sestan說:“我們只飛了幾百米,但我們真的能飛嗎?”
有學(xué)者提出,一個(gè)類似于BrainEx的系統(tǒng),未來可能治療人類因缺氧造成的腦損傷;又或者這項(xiàng)技術(shù)可以讓科學(xué)家在器官上而不是人身上測(cè)試退行性腦疾病的藥物。
Sestan表示,BrainEx系統(tǒng)距離人體應(yīng)用還很遙遠(yuǎn),而第一個(gè)障礙就是必須把大腦從頭骨中取出來。
迄今為止,無論神經(jīng)學(xué)家還是腦科醫(yī)生,都普遍抱有兩種觀念:
第一,哺乳動(dòng)物的大腦非常脆弱,一旦中斷血液流動(dòng),大腦的神經(jīng)活動(dòng)和意識(shí)就無法挽回地喪失。
第二,除非迅速恢復(fù)血液循環(huán),否則細(xì)胞死亡和機(jī)體死亡的進(jìn)程是不可逆轉(zhuǎn)的。
也就是說,沒救了。
正因如此,世界上有幾十個(gè)國(guó)家通過了腦死亡立法,官方認(rèn)定腦死亡就是真正的死亡。
然而,這32顆豬腦在原裝身體死亡長(zhǎng)達(dá)4個(gè)小時(shí)之后,表現(xiàn)出的“超常發(fā)揮”,撼動(dòng)了人類對(duì)死亡的認(rèn)知。
大腦細(xì)胞的恢復(fù)能力或許遠(yuǎn)比我們以為的更強(qiáng)。在供血中斷之后,腦細(xì)胞的死亡可能并不是迅速的潰敗,而是更為緩慢的過程。
如果是這樣,似乎還可以搶救一下?
“在人類歷史的大部分時(shí)間里,死亡似乎是非常簡(jiǎn)單的事。但現(xiàn)在,我們必須質(zhì)疑什么才是不可逆轉(zhuǎn)的真正死亡。” ——華盛頓州西雅圖艾倫腦科學(xué)研究所首席科學(xué)家(Christof Koch)
毫無疑問,這是一項(xiàng)令人振奮的研究。
但科學(xué)界似乎除了激動(dòng),還有不少憂慮。
《自然》同期配發(fā)的兩篇評(píng)論文章中,兩位學(xué)者分別就器官移植和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的倫理挑戰(zhàn)展開了討論。
1. 《豬的實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)了關(guān)于人類大腦損傷的假設(shè)》——美國(guó)俄亥俄州克利夫蘭凱斯西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物倫理學(xué)和精神病學(xué)教授Stuart Youngner和生物倫理學(xué)和哲學(xué)教授Insoo Hyun
BrainEx研究取得的進(jìn)展,可能會(huì)加劇拯救個(gè)人生命的努力與獲取捐贈(zèng)器官的努力之間的緊張關(guān)系。
在大多數(shù)國(guó)家,如果一個(gè)人表現(xiàn)出所有腦功能的不可逆轉(zhuǎn)喪失(腦死亡)或所有循環(huán)功能的不可逆轉(zhuǎn)喪失(循環(huán)死亡),他就可以被依法宣告死亡。
最近幾十年,大多數(shù)用于移植的器官都是從那些被宣布腦死亡的人身上摘取的。
如果類似于BrainEx的技術(shù)被改進(jìn)并開發(fā)用于人類,那些被宣布腦死亡的人可能會(huì)成為腦復(fù)蘇的候選人,而不是器官捐贈(zèng)者。
BrainEx的研究及其后續(xù)工作肯定會(huì)激發(fā)更多的公開討論。這場(chǎng)辯論可能有助于澄清,某個(gè)人應(yīng)該去捐獻(xiàn)器官(死),還是爭(zhēng)取復(fù)蘇(生),究竟該用哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)判定。
2. 《死后,豬的大腦在體外存活數(shù)小時(shí)》——Sara Reardon
這項(xiàng)工作會(huì)引發(fā)一系列倫理問題,同時(shí)強(qiáng)調(diào)了當(dāng)前關(guān)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的法規(guī)存在潛在局限性。
該研究小組曾向耶魯大學(xué)動(dòng)物保護(hù)與利用機(jī)構(gòu)委員會(huì)(IACUC)尋求倫理指導(dǎo)。
委員會(huì)決定沒有必要進(jìn)行監(jiān)督,因?yàn)檫@些豬是作為家畜飼養(yǎng)的,不受動(dòng)物福利法的約束,在研究開始前就被宰殺了。
后來的研究成果顯示,這些動(dòng)物可能處于灰色地帶——既不是活著,也不是完全死亡。
因此我們需要解決一些問題,如:研究人員應(yīng)該如何檢測(cè)意識(shí)或知覺的跡象?哪些物種適用于這類研究?應(yīng)該在哪些情況下使用麻醉藥,以避免產(chǎn)生類似疼痛或痛苦的體驗(yàn)?人工循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)該運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間?
值得注意的是,世界各地已有數(shù)百人付費(fèi)冷凍和儲(chǔ)存大腦,希望有一天科學(xué)家們能讓他們復(fù)活。
在BrainEx研究發(fā)表后,不難想象腦灌注技術(shù)可能遭到濫用。
庫叔福利
庫叔的贈(zèng)書活動(dòng)一直都在!湖岸出版為庫叔提供5本《數(shù)學(xué)簡(jiǎn)史:確定性的消失》贈(zèng)予熱心讀者。本書探討數(shù)千年來數(shù)學(xué)在直覺、邏輯、應(yīng)用之間穿梭往復(fù)的旅程,再現(xiàn)真實(shí)數(shù)學(xué)的發(fā)展過程,闡述數(shù)學(xué)的起源、數(shù)學(xué)的繁榮和科學(xué)的數(shù)學(xué)化。請(qǐng)大家在文章下評(píng)論,點(diǎn)贊最高的前1名(數(shù)量超過30)將得到贈(zèng)書。
總監(jiān)制:蘇會(huì)志
監(jiān)制:夏宇
責(zé)編:戴麗麗 李逸博
編務(wù):謝芳
聯(lián)系客服