I ricercatori stanno mantenendo in vita i cervelli di maiale al di fuori del corpo

Hanna Barczyk

In un passaggio che potrebbe cambiare la definizione di morte, i ricercatori hanno ripristinato la circolazione nel cervello dei maiali decapitati e mantenuto in vita gli organi rianimati fino a 36 ore.

L'impresa offre agli scienziati un nuovo modo di studiare i cervelli intatti in laboratorio con dettagli sorprendenti. Ma inaugura anche una nuova bizzarra possibilità di estensione della vita, nel caso in cui il cervello umano dovesse mai essere tenuto in supporto vitale al di fuori del corpo.

Il lavoro è stato descritto il 28 marzo in una riunione tenutasi presso il National Institutes of Health per indagare su questioni etiche che sorgono mentre i centri di neuroscienze statunitensi esplorano i limiti della scienza del cervello.

Durante l'evento, il neuroscienziato della Yale University Nenad Sestan ha rivelato che un team da lui guidato aveva sperimentato tra 100 e 200 cervelli di maiale ottenuti da un macello, ripristinandone la circolazione utilizzando un sistema di pompe, riscaldatori e sacche di sangue artificiale riscaldate a temperatura corporea.

I maiali sono comunemente usati come modelli per la ricerca sui trapianti. Un nuovo progetto cerca di mantenere i loro cervelli dopo la morte. Carsten Koall | Getty

Non c'erano prove che i cervelli di maiale disincarnati avessero ripreso conoscenza. Tuttavia, in quello che Sestan ha definito un risultato sbalorditivo e inaspettato, miliardi di singole cellule del cervello sono risultate sane e capaci di normale attività.

Raggiunto ieri telefonicamente, Sestan ha rifiutato di approfondire, dicendo di aver presentato i risultati per la pubblicazione su una rivista accademica e di non aver inteso che le sue osservazioni diventassero pubbliche.

Dalla scorsa primavera, tuttavia, una cerchia sempre più ampia di scienziati e bioeticisti ha parlato della ricerca di Yale, che prevede una svolta nel ripristino della microcircolazione, il flusso di ossigeno ai piccoli vasi sanguigni, compresi quelli profondi nel cervello.

Questi cervelli possono essere danneggiati, ma se le cellule sono vive, è un organo vivente, afferma Steve Hyman, direttore della ricerca psichiatrica presso il Broad Institute di Cambridge, nel Massachusetts, che è stato tra coloro che sono stati informati del lavoro. È all'estremo del know-how tecnico, ma non è così diverso dal preservare un rene.

Hyman afferma che la somiglianza con le tecniche per preservare organi come cuori o polmoni per il trapianto potrebbe indurre alcuni a considerare erroneamente la tecnologia come un modo per evitare la morte. Si può arrivare al punto che, invece di dire 'Congela il mio cervello', dicono 'Attaccami e trovami un corpo', dice Hyman.

Tali speranze sono mal riposte, almeno per ora. Trapiantare un cervello in un nuovo corpo non è neanche lontanamente possibile, secondo Hyman.

Cervello in un secchio

Il sistema Yale, chiamato BrainEx, prevede il collegamento di un cervello a un circuito chiuso di tubi e serbatoi che fanno circolare un liquido di perfusione rosso, che è in grado di trasportare ossigeno al tronco cerebrale, all'arteria cerebellare e alle aree profonde al centro del cervello .

Penso che molte persone inizieranno ad andare ai macelli per ottenere teste e capirlo.

Nella sua presentazione ai funzionari del NIH e agli esperti di etica, Sestan ha affermato che la tecnica potrebbe funzionare in qualsiasi specie, compresi i primati. Questo probabilmente non è unico per i maiali, ha detto.

I ricercatori di Yale, che hanno iniziato a lavorare sulla tecnica circa quattro anni fa e stanno cercando i finanziamenti del NIH, hanno agito per il desiderio di costruire un atlante completo delle connessioni tra le cellule cerebrali umane.

Alcune di queste connessioni probabilmente si estendono su vaste regioni del cervello e sarebbero quindi tracciate più facilmente in un organo completo e intatto.

Sestan ha riconosciuto che i chirurghi di Yale gli avevano già chiesto se la tecnologia di conservazione del cervello potesse avere usi medici. Cervelli umani disincarnati, ha detto, potrebbero diventare cavie per testare cure esotiche per il cancro e trattamenti speculativi per l'Alzheimer troppo pericolosi per provare sui vivi.

La configurazione, soprannominata scherzosamente il cervello in un secchio, solleverebbe rapidamente serie questioni etiche e legali se fosse provata su un essere umano.

Ad esempio, se il cervello di una persona fosse rianimato al di fuori del corpo, quella persona si sveglierebbe in quella che equivarrebbe alla camera di deprivazione sensoriale definitiva, senza orecchie, occhi o un modo per comunicare? Qualcuno conserverebbe ricordi, un'identità o diritti legali? I ricercatori potrebbero eticamente sezionare o smaltire un tale cervello?

Il cervello in un barattolo scena della commedia del 1983 L'uomo con due cervelli . Sebbene sia foraggio per le battute, mentre la tecnologia di conservazione del cervello avanza, gli esperti di etica medica lo stanno prendendo sul serio. Semplifica | 'L'uomo con due cervelli' (1983)

Inoltre, poiché le norme di sicurezza federali si applicano alle persone, non ai tessuti morti, non è chiaro se la Food and Drug Administration degli Stati Uniti avrebbe voce in capitolo sul fatto che gli scienziati potrebbero tentare una tale procedura di rianimazione.

Ci saranno molte domande strane anche se non è un cervello in una scatola, ha detto un consulente del NIH che non desiderava parlare a verbale. Penso che molte persone inizieranno ad andare ai macelli per ottenere teste e capirlo.

Sestan si è detto preoccupato per come la tecnologia sarebbe stata accolta dal pubblico e dai suoi colleghi. Le persone sono affascinate. Dobbiamo stare attenti a quanto affascinati, ha detto.

Stato comatoso

È noto che un cervello in coma può essere mantenuto in vita per almeno decenni. Questo è il caso delle persone con morte cerebrale le cui famiglie scelgono di tenerle attaccate alle macchine di ventilazione.

Meno ben esplorati sono i mezzi artificiali per mantenere un cervello completamente separato dal suo corpo. Ci sono stati tentativi precedenti, tra cui un rapporto del 1993 coinvolgendo i roditori, ma la squadra di Sestan è la prima a riuscirci con un grande mammifero, senza usare le basse temperature, e con risultati così promettenti.

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All'inizio, il gruppo di Yale era incerto se un cervello ex vivo in cui fosse stata ripristinata la circolazione avrebbe ripreso conoscenza. Per rispondere a questa domanda, gli scienziati hanno verificato la presenza di segni di attività complessa nel cervello dei suini utilizzando una versione di EEG o elettrodi posizionati sulla superficie del cervello. Questi possono captare onde elettriche che riflettono un'ampia attività cerebrale che indica pensieri e sensazioni.

Inizialmente, ha detto Sestan, credevano di aver trovato tali segnali, generando sia allarme che eccitazione in laboratorio, ma in seguito hanno stabilito che quei segnali erano artefatti creati da apparecchiature vicine.

Sestan ora dice che gli organi producono un'onda cerebrale piatta equivalente a uno stato comatoso, anche se il tessuto stesso sembra sorprendentemente grande e, una volta sezionato, le cellule producono schemi apparentemente normali.

La mancanza di un'attività elettrica più ampia potrebbe essere irreversibile se è dovuta a danni e morte cellulare. I cervelli dei maiali sono stati attaccati al dispositivo BrainEx circa quattro ore dopo la decapitazione degli animali.

Tuttavia, potrebbe anche essere dovuto a sostanze chimiche che il team di Yale ha aggiunto al sostituto del sangue per prevenire il gonfiore, che inoltre smorza gravemente l'attività dei neuroni. Devi capire che abbiamo così tanti channel blocker nella nostra soluzione, ha detto Sestan al NIH. Questa è probabilmente la spiegazione per cui non riceviamo [nessun] segnale.

Sestan ha detto al NIH che è concepibile che i cervelli possano essere tenuti in vita indefinitamente e che si possano tentare misure per ripristinare la consapevolezza. Ha detto che la sua squadra aveva deciso di non tentare neanche perché questo è un territorio inesplorato.

Quel cervello animale non è a conoscenza di nulla, ne sono molto fiducioso, ha detto Sestan, anche se ha espresso preoccupazione su come la tecnica potrebbe essere utilizzata da altri in futuro. Ipoteticamente, qualcuno prende questa tecnologia, la migliora e ripristina l'attività [cervello] di qualcuno. Questo è restaurare un essere umano. Se quella persona avesse memoria, andrei fuori di testa completamente.

Esperimenti sul cervello

La coscienza non è necessaria per il tipo di esperimenti sulle connessioni cerebrali che gli scienziati sperano di condurre su cervelli vivi ex vivo. L'attività cerebrale EEG è una linea piatta, ma molte altre cose continuano a ticchettare, afferma Anna Devor, neuroscienziata dell'Università della California, San Diego, che ha familiarità con il progetto Yale.

Devor pensa che la capacità di lavorare su cervelli intatti e viventi sarebbe molto interessante per gli scienziati che lavorano per costruire un atlante cerebrale. L'intera questione della morte è una zona grigia, dice. Ma dobbiamo ricordare che il cervello isolato non è uguale agli altri organi e dobbiamo trattarlo con lo stesso livello di rispetto che diamo a un animale.

Oggi sul diario Natura , pubblicato 17 neuroscienziati e bioeticisti, tra cui Sestan un editoriale sostenendo che gli esperimenti sul tessuto cerebrale umano possono richiedere protezioni e regole speciali.

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Hanno identificato tre categorie di surrogati del cervello che provocano nuove preoccupazioni. Questi includono organoidi cerebrali (macchie di tessuto nervoso delle dimensioni di un chicco di riso), chimere uomo-animale (topi con aggiunta di tessuto cerebrale umano) e tessuto cerebrale umano ex vivo (come frammenti di cervello rimossi durante l'intervento chirurgico).

Hanno continuato suggerendo una varietà di misure di sicurezza etica, come drogare animali che possiedono cellule cerebrali umane in modo che rimangano in uno stato cerebrale simile al coma.

Hyman, che ha anche firmato la lettera, dice di averlo fatto con riluttanza, perché pensa che la maggior parte degli scenari siano esagerati o improbabili. È quasi impossibile che un minuscolo organoide cerebrale senta o pensi qualcosa, dice.

L'unico tipo di ricerca che secondo lui potrebbe richiedere un'azione rapida per stabilire regole della strada è la tecnica inedita di conservazione del cervello di Sestan (che il Natura editoriale non discusso). Se le persone vogliono mantenere in vita i cervelli umani post mortem, questo è un problema più urgente e realistico, afferma Hyman. Dato che è possibile con un cervello di maiale, dovrebbero esserci linee guida per il tessuto umano.

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