新研究在死亡數(shù)小時后成功恢復(fù)豬大腦的一些功能

在一項新的研究中，來自美國耶魯大學(xué)的研究人員報道，在死亡4小時后，豬大腦中的循環(huán)和細(xì)胞活性可得以恢復(fù)，這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了長期以來關(guān)于死亡后某些腦功能停止的時間和不可逆轉(zhuǎn)性質(zhì)的假設(shè)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2019年4月18日的Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem”。

從肉類加工廠獲得的死后豬的大腦經(jīng)分離出來后用一種特殊設(shè)計的化學(xué)溶液進(jìn)行循環(huán)。這些研究人員報道，他們觀察到了許多基本的細(xì)胞功能，這些功能曾被認(rèn)為是在氧氣和血液停止流動幾秒鐘或幾分鐘后停止的。

論文通訊作者、耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Nenad Sestan教授說道，“大型哺乳動物的完整大腦保留了先前未被充分認(rèn)識的循環(huán)恢復(fù)能力以及循環(huán)停止數(shù)小時后的某些分子和細(xì)胞活性的恢復(fù)能力?！?/span>

不過，這些研究人員還強(qiáng)調(diào)，這種經(jīng)過處理的大腦缺乏與正常腦功能相關(guān)的任何可識別的全局性電信號。

論文共同**作者Zvonimir Vrselja說道，“我們在任何時候都沒有觀察到與感知、知覺或意識相關(guān)的有組織的電活動。根據(jù)臨床定義，這不是一個活的大腦，但是它是一個有細(xì)胞活性的大腦?！?/span>

大腦內(nèi)的細(xì)胞死亡通常被認(rèn)為是一個快速且不可逆轉(zhuǎn)的過程。在切斷氧氣和血液供應(yīng)后，大腦的電活動和意識跡象在幾秒鐘內(nèi)就會消失，而能量儲存在幾分鐘內(nèi)耗盡。目前的理解認(rèn)為，一系列損傷和死亡分子隨后被激活，從而導(dǎo)致廣泛的不可逆轉(zhuǎn)的退化。

然而，Sestan及其團(tuán)隊觀察到他們研究的小塊豬大腦組織樣本通常顯示出細(xì)胞活力的跡象，即便在死后數(shù)小時內(nèi)采集大腦組織，也是如此。有趣的是，他們獲得了用于食品生產(chǎn)的豬的大腦，以研究這種死后的細(xì)胞活力在完整的大腦中可能有多普遍。在豬死亡4小時后，他們利用一種他們稱之為BrainEx的系統(tǒng)連接大腦的血管系統(tǒng)，以便讓他們開發(fā)的一種獨(dú)特的配方溶液循環(huán)流通，這樣就可保存大腦組織。他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞完整性得以保留，而且某些神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和血管細(xì)胞的功能得以恢復(fù)。

這種新的系統(tǒng)能夠有助于解決一個棘手的問題---無法應(yīng)用某些技術(shù)來研究完整的大型哺乳動物大腦的結(jié)構(gòu)和功能，這阻礙了對大腦疾病根源等主題以及健康情況和異常情況下的神經(jīng)元連接性的嚴(yán)格調(diào)查。

論文共同**作者Stefano G. Daniele說道，“以前，我們僅能利用位于原生環(huán)境之外的小塊組織樣本，在靜態(tài)或基本上二維的條件下研究大型哺乳動物大腦中的細(xì)胞。這是我們**次能夠在三維水平上研究較大的大腦，這增加了我們研究復(fù)雜的細(xì)胞相互作用和連接性的能力?！?/span>

這些研究人員說，雖然這一進(jìn)展不會立即轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，但是這種新的研究平臺可能有一天能夠有助于醫(yī)生找到幫助挽救中風(fēng)患者腦功能的方法，或者測試靶向損傷后細(xì)胞恢復(fù)的新療法的功效。

美國國家衛(wèi)生研究院國家精神衛(wèi)生研究所功能神經(jīng)基因組學(xué)主任Andrea Beckel-Mitchener說道：“這方面的研究為推動對腦部疾病的理解和治療提供了希望，并可能為研究死后人類大腦提供一種全新的方式?！?/span>

這些研究人員表示，尚不清楚這種方法是否適用于最近死亡的人類大腦。他們使用的化學(xué)溶液缺乏人體血液中天然存在的許多成分，比如免疫系統(tǒng)細(xì)胞和其他的血細(xì)胞，這使得這種實驗系統(tǒng)與正常的生存條件顯著不同。不過，他們強(qiáng)調(diào)，未來任何涉及人體組織的研究或者死后動物組織中全局性電活動的可能恢復(fù)都應(yīng)該在嚴(yán)格的倫理監(jiān)管下進(jìn)行。

論文共同作者、耶魯大學(xué)跨學(xué)科生物倫理學(xué)中心主任Stephen Latham說道，“意識的恢復(fù)從來就不是這項研究的目標(biāo)。這些研究人員準(zhǔn)備使用麻醉劑和降溫來加以干預(yù)，以阻止有組織的全局性電活動的出現(xiàn)（如果它出現(xiàn)的話）。每個人都事先同意，如果沒有明確的倫理標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)構(gòu)監(jiān)督，涉及恢復(fù)全局性電活動的實驗就無法進(jìn)行下去?！?/span>

美國國家衛(wèi)生研究院臨床中心生物倫理學(xué)系主任Christine Grady說，從倫理上講，有必要使用大腦計劃（Brain Initiative）開發(fā)的工具來解開大腦損傷和疾病的謎團(tuán)。

她說，“我們有責(zé)任與研究人員一起思考并積極主動地解決他們在開啟腦科學(xué)新領(lǐng)域時可能遇到的任何潛在的倫理問題。”