Az agy nem bírja sokáig vér nélkül: oxigénellátás hiányában az elektromos aktivitás másodperceken belül elkezd leállni, ami eszméletvesztéshez vezet. Ha ez az állapot tartósan fennáll, vagyis a vérellátás nem áll helyre néhány percen belül, az idegsejtek gyors és visszafordíthatatlan pusztulásba kezdenek, ami gyorsan halálhoz vezet.
Agyak újratöltve
Legalábbis ezt hittük egészen mostanáig, a Yale orvostudományi karának egyik kutatója, Nenad Sestan legfrissebb eredményei szerint azonban elképzelhető, hogy ez a leállási folyamat sokkal lassabban játszódik le, és talán nem is annyira elkerülhetetlen és visszafordíthatatlan, mint ahogy eddig vélték a szakértők. Sestan és társai ugyanis sikeresen állították helyre az agyi aktivitás bizonyos elemeit négy órával korábban lefejezett disznók agyában.
A kutatócsoport 32 disznóagyat szerzett be egy helyi mészárszékről, majd ezeket gömbölyű tárolókba helyezték, és tápanyagokkal, illetve kémiai védőanyagokkal árasztották el a szívverést imitáló pumpák segítségével. Ez a BrainEx nevű rendszer megőrizte az agy szerkezetét, megakadályozva annak bomlását. Az ismét folyadékot áramoltató erek újra érzékennyé váltak az értágító és -szűkítő hatóanyagokra. A neuronok és másfajta sejtek jelentős része is elkerülte a pusztulást, és újra elkezdtek cukrokat, illetve oxigént felvenni.
A megmentett idegsejtek egy része még elektromos aktivitást mutatott – a szakértők nagy meglepetésére.
Bár régóta voltak jelei, hogy az oxigénhiány talán nem öli meg olyan gyorsan a neuronokat, széles körben, és gyakran szakmai körökben is, mégis ez a vélekedés terjedt el. Ahogy Jimo Borjigin, a Michigani Egyetem kutatója mondja, neki is azt mondták a kollégái, amikor haldokló patkányok agyát kezdte vizsgálni, hogy ha nincs oxigén, perceken belül elpusztulnak a sejtek. Sestan kutatócsoportja viszont megmutatta, hogy „a sejtek órákkal később is épek, melynek igazolásának éppen ideje volt” – mondja a szakértő.
Jönnek a kimekek?
A Sestan által „felélesztett” agyak persze egyáltalán nem hasonlítottak a science fiction művekben megjelenített, tartályban tartott, élő, gondolkodó agyakhoz. Bár egyes neuronok elsültek, annak a koordinált, az egész szervre kiterjedő elektromos aktivitásnak, ami a percepció, az öntudat vagy az élet jele, nyoma sem volt a disznóagyakban. A kutatócsoport anesztéziával is készült arra az esetre, ha az agyak véletlenül mégis összetettebb működés jeleit kezdenék mutatni, de erre végül nem volt szükség.
„A disznók agyhalottak voltak, amikor az agyak beértek a laborba, és a kísérlet végéig agyhalottak is maradtak”
– mondta el Stephen Latham, a Yale etikai szakértője, aki a kutatócsoport tanácsadójaként működött közre.
Erre alapozva egyelőre semmi ok nincs arra, hogy bárki megkérdőjelezze, halottnak tekinthető-e, aki agyhalott, mondja Winston Chiong, a Kaliforniai Egyetem neurológusa. A halál beálltának megállapítása egyre ellentmondásosabb tereppé vált az utóbbi évtizedekben, mióta az orvosok egyre jobban támaszkodnak a neurológiai jelekre ennek megítélésében. Az azonban továbbra sem kérdéses, hogy az egész szervre kiterjedő agyhalál végleges és visszafordíthatatlan.
Amikor az MIT Technology Review tavaly elsőként számolt be Sestan kísérleteiről, rengetegen keresték meg a terület kutatóit azzal, hogy ez esetleg esélyt jelenthet-e kómában fekvő szerettük felélesztésére. A BrainEx azonban erre bizonyosan nem alkalmas, ahogy arra sem, hogy élő agyakat új testekbe vagy hightech tartályokba ültessenek át a segítségével.
Agykutatás másként
És hogy akkor mi értelme egyáltalán ilyesmivel kísérletezni? „Komoly lehetőség rejtőzhet a módszerben olyan innovatív kezelések kidolgozására, melyek sztrókon vagy másfajta agyi sérülésen átesett betegeken segíthetnek” – mondja L. Syd M Johnson, Michigani Műszaki Egyetem neuroetikusa. A BrainEx-szel nem lehet órák óta halott agyakat feltámasztani, de pár perce halott szöveteken esetleg alkalmazható lehet, illetve időt nyerhet olyan esetekben, amikor egy életmentő kezelés során gondot jelent az oxigénhiányos agyat életben tartani.
A hasonló alkalmazások ugyanakkor még nagyon messze vannak, ha egyáltalán valaha megvalósulnak. Ahol viszont rövidesen hasznosulhat a BrainEx, az a kutatás: bár a neurológusok a laborban vizsgálhatnak helyben növesztett neuronokat vagy halott agyi szöveteket is, ezek a minták meg sem közelítik a működő, három dimenziós agy összetettségét. Az agyműködés halál utáni részleges helyreállításával viszont a terület kutatói olyan modellhez juthatnak hozzá, amely sokkal jobban hasonlít az élő agyhoz, mint eddig bármilyen más imitáció.
Persze ahogy lenni szokott, a valósághűbb modell súlyosabb etikai dilemmákat is maga után von. Bár ez a kutatás ebből a szempontból egyúttal példaértékű is lehet, mondja Johnson. A felhasznált agyakért egyetlen plusz állatnak sem kellett meghalnia, hiszen azok olyan példányoktól származtak, amelyeket a húsukért öltek le. Évente rengeteg kísérleti állat pusztul el a világ laborjaiban neurológiai kutatások során, amelyek egy részének semmi eredménye nincs. A BrainEx viszont azt is lehetővé teheti, hogy a jövőben az élelmiszeripar biztosítsa a szükséges kísérleti szervek egy részét, mondja a kutató.
Az öntudat határai
Mielőtt persze bármely irányba továbblépés történne, az eredményeket független kutatócsoportoknak is meg kell erősíteni. Illetve több dolgot is mérlegelni kell, mielőtt akár más fajokon, akár az emberen kezdenek hasonló kísérletezésbe. Az egyik ilyen kérdés, hogy valóban biztosnak tekinthető-e, hogy az agyak nem éledtek öntudatra a kísérlet során. Sestan és társai elég biztosak ebben, mondván hogy a mély altatásban lévő betegek is olyan átfogó, koordinált agyi aktivitást mutatnak, hogy ennek hiánya nagyon erős jele annak, hogy a „felélesztett” agyak szervszinten nem működtek.
Az öntudat definiálása és mérése ugyanakkor önmagában is elég vitatott terület, amelyet egy test nélküli agynál ráadásul még soha senki nem próbált lemérni.
Fogalmunk sincs arról, hogy milyen működést mutatna egy agy, amely megfelelő vérkeringéssel rendelkezik, de meg van fosztva külső érzékeitől. Bár nagyon valószínűtlen, hogy sikerülhet ténylegesen életre kelteni egy ilyen, órák óta halott, testetlen szervet, de bizonytalan, hogy ha esetleg mégis sikerülne, felismernénk, hogy mi történt, mondja Johnson.
A BrainEx kapcsán egyelőre nagyon kérdéses az is, hogy mire lehet képes egy ilyen rendszer. Nagy kérdés, hogy miért csak szórványosan állt helyre az idegi aktivitás az agyakban. Mert csak hat órán keresztül kezelték azokat a kutatók? Vagy mert túl hosszan vártak a halál beállta után? Esetleg a disznók leölésének módja tette lehetetlenné a koordináltabb agyműködés beindítását? Vagy netán az volt a baj, hogy a használt kémiai koktélban az idegi aktivitást tompító szerek is voltak? (Ezeket azért adták hozzá a keverékhez, mert az oxigénhiányos agyban a túl aktív neuronok pusztulnak el először.) Vagy nem is lehetséges ennél nagyobb fokon újraindítani az agyat?
Etika és jog az idegtudományban
A kutatócsoport a következő fázisban ezekre a kérdésekre keresve a választ először is a BrainEx hosszabb alkalmazásának következményeit teszteli majd. Ha ez sem vezet koordináltabb agyi aktivitáshoz, akkor Latham elmondása szerint egy időre le kell állniuk a kísérletekkel, mert nem létezik a törvényi háttér, amely lehetővé tenné a folytatást. Jelenleg nincs érvényben arra szabályozás, ha az állatkísérletek alanyai élelmezési célra nevelt állatok vagy ha halottak. A részleges agyi aktivitást mutató vágóhídi disznóagyakkal tehát jogilag is kezdeni kell valamit, mielőtt beindul a nagyobb szabású kísérletezés.
Az utóbbi probléma egyre gyakrabban merül fel az idegtudományok kapcsán, ahol úgy tűnik, hogy a tudományos eredmények – legyen szó felélesztett idegszövetekről vagy laborban növesztett miniagyakról – egyre inkább feszegetik azokat az etikai és törvényi kereteket, amelyek a múltban megfelelőnek bizonyultak. Sestan csapata teljesen tisztában volt azzal, hogy a kutatás kapcsán etikai és jogi kérdések is felmerülnek, és igyekeztek is ezek kapcsán iránymutatást keresni, azonban ilyet nem nagyon találtak, mert egyszerűen nem léteznek alkalmazható irányelvek.
Nita Farahany, a Duke bioetikusa és kollégái Sestanék tanulmányához fűzött kommentárjukban éppen ezért rögtön javasolnak is néhány ilyen irányelvet, amelyeket szerintük mielőbb el kellene fogadtatni a szakterületen. Ilyen például, hogy amíg nem biztosak a kutatók abban, mi fog történni, ne távolítsák el az idegi aktivitást blokkoló szereket a keverékből, vagy hogy hasonló kísérleteket csak altatásban lehessen végezni.
„A legfontosabb, hogy kitaláljuk, hogyan lehet etikusan elvégezni ezeket a beavatkozásokat állatokon” – mondja Farahany.
Ha sikerülne ténylegesen feléleszteni egy halott agyat, az mivel járna? Emlékezne korábbi életére? Megőrizné személyiségét? Hogyan tudunk ezekre a kérdésekre választ kapni egy nem emberi állattól?
– kérdezi a szakértő.
