科学家首次成功恢复已死猪大脑细胞和分子功能

科学家首次成功恢复已死猪大脑细胞和分子功能

科学家首次成功恢复已死猪大脑细胞和分子功能

耶鲁大学神经科学家宣布,成功恢复了已经死了四个小时的猪的大脑细胞和分子功能。

这是一项了不起的成就,预示着一种死后大脑恢复的新方法。由此可以寻找到脑损伤和疾病引起的细胞死亡的新疗法。

耶鲁大学神经科学家雷纳德·塞斯坦(Nenad Sestan)在新闻发布会上说:“大脑对氧气水平的变化以及血流中断非常敏感,血流停止后几分钟甚至数小时内脑细胞会不可避免的广泛死亡。然而,我们实验室和其他研究者推翻了这一观点。例如,活细胞可以从死后的大脑中收获并在培养皿中培养。这证明死后的大脑可能有复活的能力。“

科学家首次成功恢复已死猪大脑细胞和分子功能

BrainEx的简化原理图

他的研究团队开发了一个名为Brain Ex(离体脑的系统,由三部分组成。

第一部分是一种合成溶液,用于在37摄氏度左右的体温下模拟心脏灌注的方式泵入大脑。

第二部分是灌注装置本身,它泵送溶液并模仿支持器官。

最后一部分是手术技术,用于隔离大脑。

科学家们随后从一家食品加工厂获得了32头猪脑,这意味着研究不需要杀死任何动物,并在死后4小时应用离体脑技术来模拟长期脑损伤的影响。

大脑灌注6小时。 此时,研究小组能够观察到离体脑大脑和对照大脑之间的明显差异,这些大脑未进行治疗,或者使用对照溶液进行灌注。

塞斯坦说:“我们发现组织和细胞结构得以保留,细胞死亡率降低。此外,还恢复了一些分子和细胞功能,包括对刺激的神经胶质和血管反应,以及自发的突触活动以及活跃的全身代谢。”

科学家首次成功恢复已死猪大脑细胞和分子功能

左侧是未经治疗的大脑,右侧是BrainEx。 绿色是神经元,红色是星形胶质细胞,蓝色是细胞核

然而,绝对没有正常脑功能或意识所必需的有组织的整体活动的迹象。 该团队强调,这不是研究的目标,而且如果这些死脑有任何有组织整体活动的迹象,他们将不得不终止研究。

事实上,科学家已经准备好了麻醉和终止应对方法,以防检测到意识,并且离体脑灌注液当中包含有神经活动阻滞剂。

耶鲁大学的生物伦理学家斯蒂芬·莱瑟姆(Stephen Latham)说:“这是一种全新实验,没有监督机制。这不是动物研究,因为大脑是从已经死亡的动物那里交给研究人员的。但如果大脑中某种意识被诱导出来,我们就没有道德。“

研究结果告诉我们的是,大脑具有比我们所知的更大的细胞功能恢复能力。 它可以改进治疗中风,创伤或长期缺氧的工具。

它为研究死后大脑提供了一种新的方法。 研究人员可以使用离体脑来研究损伤对大脑或某些药物的影响,甚至只是大型哺乳动物大脑本身的动态,这在生物体中很难做到。

研究人员在论文中写道:“我们的技术需要进一步的开发,优化和实施,包括灌注时间更长的研究。这种实验方法可能具有比本文所述更广泛的应用,并且可能有助于弥合基础神经科学和临床研究之间的差距,特别是当它涉及人类的大脑时。未来的研究和关注将促进该技术的进一步发展和实施,以研究大型哺乳动物大脑中的广泛科学问题。”

该研究发表在《

自然》杂志上


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