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豬腦復活:生存還是死亡
2019-04-25 07:21:56 來源: 經濟日報
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  人腦作為人體的重要器官,以其精密復雜性吸引著眾多科學家長期以來孜孜以求,也僅揭開其冰山一角。

  日前,一項針對那些已經死亡大腦的最新研究成果引發關注,或將重新定義“腦死亡”的概念

  頂級學術期刊《自然》雜志日前刊發了一篇重磅論文,展示了一個驚人發現:耶魯大學醫學院的科學家們通過一種叫作BrainEx的係統,可以讓死亡4小時後的豬腦恢復其腦迴圈和部分腦細胞功能。這一發現掀起軒然大波,因為這或許將重新定義“腦死亡”的概念。

  大腦真的死亡了嗎

  人們通常以“不可逆的深度昏迷、自主呼吸停止、腦電波平直、腦幹反射消失”作為腦死亡的判斷標準。世界上有幾十個國家通過了腦死亡立法,認定腦死亡就是真正的死亡。

  腦死亡確實有科學依據:哺乳動物大腦對于供氧水準的下降極其敏感,短時的血流中斷就可引起氧氣和能量存儲快速消耗,引發神經元死亡和腦損傷,導致神經活動和意識的喪失。如果不能立刻恢復供血,腦內神經細胞將進入無法挽救的凋亡過程,直至腦死亡。

  但部分研究者卻提出疑問:這種腦缺血損傷級聯反應,在血流中斷後的短時間內是否不可避免?

  耶魯大學醫學院的內納德·塞斯坦團隊就産生了這樣的猜想,他們假定,即便已經死亡幾個小時,哺乳動物特定的細胞腦活動或許還是能夠部分恢復。

  為驗證這個猜想,他們將目光瞄準了學校附近的屠宰場。他們從那個屠宰場獲得了約300個豬頭,將豬大腦從顱骨中取出。其中,32個豬大腦被連接在一臺名為BrainEx的係統上。BrainEx這個名字,在英文中的意思是“前任大腦”。該係統包含記錄軟件、攪拌裝置、液體容器、泵等各種設備裝置,能夠模擬正常體溫(37攝氏度)下的脈動血流,向腦細胞輸送營養和氧氣。

  在這些6至8個月大的豬死了4小時後,其中32只“幸運”豬腦被連入BrainEx係統。研究人員開始向這些大腦靜脈和動脈中注入溫熱的防腐劑溶液。注入豬大腦的防腐劑溶液可以模擬血液流動,並向大腦細胞提供營養物質和氧氣,整個灌注時長大約為6個小時。

  隨後,內納德·塞斯坦團隊發現,與沒有接受BrainEx灌注的對照組大腦相比,得到BrainEx灌注的大腦表現出了巨大差異。它們在6個小時的人工血液灌注中,腦細胞能進行氧代謝和糖代謝,神經元能對電刺激産生反應,迴圈係統可以工作,神經元的形狀、大小、網絡結構和功能看上去比對照組大腦更接近正常狀態。

  “我們從未想到我們能將大腦功能恢復到這個級別。”內納德·塞斯坦説,BrainEx係統的重點是恢復豬大腦中的微迴圈,讓氧氣和養分進入大腦中的微小血管中。以上發現表明,大腦擁有的細胞恢復功能強于此前預期,而且血流中斷後的細胞功能退化可能是一個緩慢而非快速的過程。

  原來,哺乳動物大腦並沒有我們當初以為的那麼脆弱。

  大腦真的復活了嗎

  這個實驗是否意味著,這批豬大腦已經死而復活?答案並不是。

  研究團隊在整個實驗過程中監測了大腦神經元的放電活動,隨時準備著,一旦看到腦器官有可能恢復意識的跡象,就使用麻醉劑來阻止大腦復活的可怕場景出現。

  但在這項研究中,沒有證據顯示存在與意識、認知或其他更高階的腦功能相關的全腦電活動。也就是説,豬腦沒有恢復意識。內納德·塞斯坦説:“我們只是在盡量延緩不可避免的死亡,大腦最終將無法恢復功能。”

  那麼,有沒有可能真正復活大腦呢?

  內納德·塞斯坦團隊表示,重啟大腦活動可能需要電擊,或者將注入的富氧溶液長時間保留在大腦中,以使腦細胞能夠從缺氧導致的損傷中恢復過來。

  但他們並沒有打算這麼做,因為這在科研倫理上走得太遠,令人驚悚。研究團隊甚至在BrainEx灌注液中加入了阻止神經元放電的化學物質,以保護神經元免受損害,並防止大腦活動重新開始。如果不使用這些藥物,大腦有沒有可能産生全腦電活動並恢復意識?現在還不知道。而一旦大腦恢復意識,我們就必須面臨這樣的倫理考問:單獨的大腦可以算作一個活著的生命嗎?

  研究團隊認為,該技術並非旨在實現腦移植或大腦功能的長期維持,而是用于提高我們對大腦組成和功能的理解,並為昏迷患者、癌症患者和癡呆症患者,以及其他神經系統疾病開發潛在的療法。

  腦灌注技術會被濫用嗎

  同一期的頂級學術期刊《自然》還發表了兩篇相關的評論文章,討論了這項研究面臨的倫理爭議。

  美國凱斯西儲大學醫學院的兩位教授斯圖爾特·揚格納和玄仁洙撰寫了其中一篇評論文章,認為這項研究可能激化有關人體器官移植的爭論。“隨著腦復蘇科學的進步,一些為挽救或恢復人腦所做的努力可能看起來越來越合理——放棄此類嘗試而傾向于獲取移植器官則可能顯得不那麼合理。”

  確實如此。在大多數國家,一個人腦死亡,就意味著他可以被依法宣告死亡。而最近幾十年,大多數用于移植的器官都是從那些被宣布腦死亡的人身上摘取的。如果BrainEx灌注技術被改進後用于人類,那些被宣布腦死亡的人,恐怕應該等待腦復蘇。

  生存,還是死亡?這是個問題。

  在另一篇評論中,美國杜克大學的妮塔·法拉哈尼及其同事指出,這項研究開啟的種種可能性凸顯了“當前關于研究用動物的監管規定所存在的潛在限制”。

  妮塔·法拉哈尼呼吁制定指南,幫助研究人員應對由這項研究所引發的種種倫理困境,因為該研究“對長期以來有關如何認定動物或者人類是否存活的假設提出了質疑”。

  內納德·塞斯坦團隊曾向耶魯大學動物保護與利用機構委員會尋求倫理指導。委員會決定沒有必要進行監督,因為這些豬是作為家畜飼養的,不受動物福利法的約束,在研究開始前就被宰殺了。但後來的研究成果顯示,這些動物可能處于灰色地帶——既不是活著,也不是完全死亡。

  研究人員應該如何檢測意識或知覺的跡象?哪些物種適用于這類研究?應該在哪些情況下使用麻醉藥,以避免産生類似疼痛或痛苦的體驗?人工迴圈係統應該運作多長時間?

  其實,世界各地已有數百人付費冷凍和儲存大腦,希望有一天科學家們能讓他們復活。BrainEx研究發表後,腦灌注技術確有可能遭到濫用。

  未來的世界,會不會出現僅以大腦存活的人類?或許一切將靜候時間的證明。

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【糾錯】 責任編輯: 唐斕
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