Einige Gehirnfunktionen können nach dem Tod wiederhergestellt werden, wie eine Schweinestudie nahe legt
Ein Forscherteam hat einige Gehirnfunktionen bei Schweinen wiederhergestellt, die 4 Stunden zuvor gestorben sind. Die Ergebnisse stellen bereits bestehende Vorstellungen von postmortaler Gehirnfunktionalität in Frage und eröffnen neue Möglichkeiten für die Untersuchung des menschlichen Gehirns.
Nenad Sestan, Professor für Neurowissenschaften, Vergleichende Medizin, Genetik und Psychiatrie an der Yale School of Medicine in New Haven, CT, und sein Team haben postmortal die Durchblutung und Zellaktivität im Gehirn von Schweinen wiederhergestellt.
Die Forscher warnen jedoch davor, dass sie weder die elektrische Gehirnaktivität wiederherstellen noch Hinweise auf Bewusstsein oder Wahrnehmung finden.
Die Ergebnisse widersprechen der bisherigen Annahme, dass einige Gehirnfunktionen nach dem Tod irreversibel verloren gehen. Darüber hinaus könnten die Ergebnisse dieser Studie Wissenschaftlern eine Möglichkeit bieten, das Gehirn in seiner intakten Form zu untersuchen.
Prof. Sestan und seine Kollegen beschreiben ihr Experiment in der Zeitschrift Natur.
Wiederherstellung eines „zellulär aktiven Gehirns“
Das Gehirn von Säugetieren, erklären die Forscher, reagiert sehr empfindlich auf Sauerstoffmangel, der zum neuronalen Tod und zu Hirnschäden führt. Das vorherrschende wissenschaftliche Verständnis ist, dass die Kettenreaktion von Zellschäden, die durch die Unterbrechung der Sauerstoff- und Blutversorgung ausgelöst wird, irreversibel ist.
Prof. Sestan und Kollegen stellten jedoch die Idee in Frage, dass ein solcher Schaden nicht wiedergutzumachen ist. Sie taten dies, nachdem sie Anzeichen von Lebensfähigkeit der Zellen in den Gewebeproben festgestellt hatten, die sie routinemäßig in ihrem Labor analysierten. Sie sahen diese Anzeichen einige Stunden nach dem Gewebetod.
Prof. Sestan und sein Team entwickelten ein System namens BrainEx, die den Blutfluss bei normaler Körpertemperatur nachahmt, um ihre Hypothese zu testen.
In der aktuellen Studie erwarben die Forscher 32 Schweine aus einer Fleischverpackungsanlage und legten sie auf BrainEx 4 Stunden nach dem Tod der Schweine.
Nach 6 Stunden Bluttransfusion am GehirnExDie Forscher fanden einen verringerten Zelltod und die Rückkehr einer gewissen synaptischen Aktivität zwischen Neuronen. Sie bewahrten die Integrität von Neuronen und die Wissenschaftler fanden Anzeichen dafür, dass neuronale, gliale und vaskuläre Zellen funktionsfähig waren.
"Das intakte Gehirn eines großen Säugetiers behält mehrere Stunden nach dem Kreislaufstillstand eine zuvor unterschätzte Fähigkeit zur Wiederherstellung des Kreislaufs und bestimmter molekularer und zellulärer Aktivitäten bei", berichtet Prof. Sestan.
Die Forscher betonen jedoch, dass sie keine Hinweise auf normale elektrische Aktivität gefunden haben, die auf eine volle Gehirnfunktion hinweisen würden.
„Zu keinem Zeitpunkt haben wir die Art der organisierten elektrischen Aktivität beobachtet, die mit Wahrnehmung, Bewusstsein oder Bewusstsein verbunden ist“, berichtet der Co-Erstautor Zvonimir Vrselja.
"Klinisch definiert ist dies kein lebendes Gehirn, sondern ein zellulär aktives Gehirn."
Zvonimir Vrselja
Klinische Bedeutung und ethische Bedenken
Die Forscher erklären die Bedeutung ihrer Ergebnisse. Sie sagen, dass das Studium des intakten Gehirns von Säugetieren eine Herausforderung war, die bisher unüberwindbar schien.
Diese Herausforderung hat Forscher daran gehindert, die Ursachen bestimmter Hirnstörungen sowie die Konnektivität zwischen Neuronen zu untersuchen.
„Bisher konnten wir nur Zellen im Gehirn großer Säugetiere unter statischen oder weitgehend zweidimensionalen Bedingungen untersuchen, wobei kleine Gewebeproben außerhalb ihrer natürlichen Umgebung verwendet wurden“, erklärt Stefano G. Daniele, Co-Erstautor der Studie.
"Zum ersten Mal können wir das große Gehirn in drei Dimensionen untersuchen, was unsere Fähigkeit verbessert, komplexe zelluläre Interaktionen und Konnektivität zu untersuchen."
Stefano G. Daniele
Darüber hinaus das GehirnEx Das System könnte es Ärzten eines Tages ermöglichen, Hirnschäden zu reduzieren und die Gehirnfunktion nach einem Schlaganfall wiederherzustellen.
In einem verknüpften Leitartikel haben einige Forscher ethische Bedenken hinsichtlich der Studie geäußert. Nita Farahany und Kollegen stellen beispielsweise fest, dass die Wege, die die Forschung eröffnet, „mögliche Einschränkungen in den aktuellen Vorschriften für Tiere, die in der Forschung verwendet werden“, hervorheben.
Die Studie "stellt langjährige Annahmen darüber in Frage, was ein Tier - oder einen Menschen - lebendig macht", fahren Farahany und Kollegen fort.
"Die Wiederherstellung des Bewusstseins war nie ein Ziel dieser Forschung", sagt der Co-Autor der Studie, Stephen Latham, der Direktor des Interdisziplinären Zentrums für Bioethik in Yale.
„Die Forscher waren bereit, mit dem Einsatz von Anästhetika und Temperatursenkung einzugreifen, um die organisierte, globale elektrische Aktivität zu stoppen, falls sie entstehen sollte. Alle waren sich im Voraus einig, dass Experimente mit wiederbelebten globalen Aktivitäten ohne klare ethische Standards und institutionelle Aufsichtsmechanismen nicht fortgesetzt werden könnten. “
