211service.com
De wetenschap rondom cryonics
Vorige maand is de New York Times gepubliceerd een artikel op de voorpagina En over Kim Suozzi en haar beslissing, op 23-jarige leeftijd, om haar hersenen te laten cryopreserveren nadat ze hoorde dat ze terminale kanker had. Haar hoop was om biologische informatie te kunnen bewaren die ooit zou kunnen worden gebruikt om haar geest te herstellen, een praktijk die bekend staat als cryonics. Michael Hendricks publiceerde vervolgens een kritiek op dit concept in MIT Technology Review In (zie De valse wetenschap van cryonics). Hoewel zijn artikel zich voornamelijk richt op het hypothetisch uploaden van hersenen naar computers, hebben hij en anderen een intrigerende vraag gesteld: kan elke technologie, zelfs in principe, de unieke kenmerken van de geest van een individu behouden?
Een rondworm broedt larven uit nadat ze gecryopreserveerd zijn.
We zijn het erover eens dat de geest meer is dan de synaptische verbindingen tussen neuronen. De exacte moleculaire en elektrochemische kenmerken van de hersenen die aan de bewuste geest ten grondslag liggen, blijven verre van volledig onderzocht. Het beschikbare bewijs ondersteunt echter de mogelijkheid dat hersenfuncties die herinneringen coderen en gedrag bepalen, behouden kunnen blijven tijdens en na cryopreservatie.
Cryopreservatie wordt al gebruikt in laboratoria over de hele wereld om dierlijke cellen, menselijke embryo's en sommige georganiseerde weefsels te behouden voor een periode van wel drie decennia. Wanneer een biologisch monster wordt gecryopreserveerd, worden cryoprotectieve chemicaliën zoals DMSO of propyleenglycol toegevoegd en wordt de temperatuur van het weefsel verlaagd tot onder de glasovergangstemperatuur (meestal ongeveer -120 oC). Bij deze temperaturen worden moleculaire activiteiten effectief met meer dan 13 ordes van grootte vertraagd biologische tijd stoppen .
Onderzoekers proberen hele organen te bewaren bij ultralage temperaturen. De dierlijke nier aan de linkerkant is bevroren bij -140 oC, terwijl de nier aan de rechterkant wordt bewaard in een glasachtige toestand die vitrificatie wordt genoemd.
Hoewel niemand elk detail van de fysiologie van een cel begrijpt, worden cellen van vrijwel elke denkbare soort met succes gecryopreserveerd. Evenzo, hoewel de neurologische basis voor geheugen, gedrag en andere kenmerken van iemands identiteit verbluffend complex kan zijn, is het begrijpen van deze complexiteit een probleem dat grotendeels onafhankelijk is van het kunnen behouden ervan.
Direct bewijs dat herinneringen cryopreservatie kunnen overleven, komt van de rondworm Caenorhabditis elegantie , het diermodel dat werd besproken in de reactie van Hendricks. Al decenia C. elegans zijn gewoonlijk gecryopreserveerd bij temperaturen van vloeibare stikstof en later nieuw leven ingeblazen. Dit jaar publiceerde een van ons, met behulp van een test voor herinneringen aan associaties met geur-imprinting op lange termijn, bevindingen dat: C. elegans aangeleerd gedrag behouden dat vóór cryopreservatie is verworven . Zo is het ook geweest getoond dat langdurige potentiëring van neuronen, een mechanisme van geheugen, intact blijft in hersenweefsel van konijnen na cryopreservatie.
Reversibel cryopreservatie van grote menselijke organen, zoals harten of nieren, is moeilijker dan het bewaren van cellen, maar is een actief onderzoeksgebied met belangrijke voordelen voor de volksgezondheid, aangezien het de voorraad organen voor transplantatie aanzienlijk zou vergroten. Onderzoekers hebben vooruitgang geboekt op dit gebied en hebben met succes schapen gecryopreserveerd en later getransplanteerd eierstokken en rat ledematen , en routinematig herstellen van konijnennieren na afkoeling tot -45 °C . Inspanningen om deze technologieën te verbeteren bieden indirecte ondersteuning voor het idee dat de hersenen, net als elk ander orgaan, adequaat kunnen worden gecryopreserveerd door huidige methoden of methoden die in ontwikkeling zijn.
Voor degenen die hopen de unieke informatiecoderingskenmerken van de geest te behouden en te herstellen, is een belangrijke vraag wanneer deze informatie daadwerkelijk verloren gaat na een hartstilstand. Uit voorbeelden van noodreanimatie blijkt duidelijk dat informatieverlies niet optreedt op het moment dat hart- of hersenactiviteit stopt, maar wanneer de chemie of structuur van het leven onomkeerbaar beschadigd raakt - vaak aanzienlijk nadat de klinische dood is vastgesteld. Bijvoorbeeld, hoewel hersenactiviteit wordt onderbroken bij temperaturen onder 18 °C , bevat de medische literatuur veel gevallen van mensen die diepe onderkoeling hebben overleefd zonder blijvende hersenbeschadiging. In een beroemd voorbeeld kwam de Zweedse radioloog Anna Bågenholm vast te zitten onder ijs tijdens een ski-ongeluk en daarna gereanimeerd na meer dan twee uur als klinisch dood te zijn beschouwd.
Sommige chirurgische procedures zijn ook afhankelijk van: opzettelijk stoppen van hersenactiviteit met behulp van onderkoeling. Een van de auteursinstellingen voert een Door Defensie gefinancierd klinisch onderzoek om diepe onderkoeling te veroorzaken (lichaamstemperaturen van minder dan 10 ° C) bij ernstig gewonde traumaslachtoffers, waarbij de hersenen effectief worden uitgeschakeld en later opnieuw worden opgestart om tijd te winnen om het leven van de patiënt te redden.
Het is gemakkelijk om controversiële praktijken zoals cryonics van de hand te doen en het onderzoek eromheen te verdoezelen, maar we moeten niet vergeten en zelfs respecteren dat heersende opvattingen vaak onjuist blijken te zijn en dat wat nu onmogelijk is, in de toekomst mogelijk kan zijn. Ignaz Semmelweis, de vader van de kiemtheorie, werd bijvoorbeeld op grote schaal genegeerd toen hij in de 19e eeuw voorstelde dat verpleegkundigen en artsen hun handen moesten wassen voordat ze patiënten behandelen. Zelfs vandaag, artsen hebben vaak ongelijk bij het voorspellen van uitkomsten in situaties rond het levenseinde.
Cryonics verdient een open-minded discussie, net als de reguliere inspanningen om de aard van bewustzijn te begrijpen, menselijk weefsel en organen te bewaren voor levensreddende transplantaties en ernstig gewonde patiënten te redden door de grenzen tussen biologisch leven en dood te begrijpen.
David W. Crippen is een professor in de afdelingen Critical Care Medicine en Neurological Surgery, University of Pittsburgh.
Robert J. Shmookler Reis is een professor in de afdelingen Geriatrie, Biochemie & Moleculaire Biologie en Farmacologie/Toxicologie aan de Universiteit van Arkansas voor Medische Wetenschappen.
Ramon Risco is een professor in engineering en directeur van het CryoBioTech Cryobiology Laboratory, Universiteit van Sevilla, en senior natuurkundige bij het National Accelerator Centre, Spanje.
Natasha Vita-More is een professor en voorzitter van graduate studies aan de University of Advancing Technology.