未来会出现仅以大脑存活的人类吗?

  人脑作为人体的重要器官,以其精密复杂性吸引着众多科学家长期以来孜孜以求,也仅揭开其冰山一角。

  日前,一项针对那些已经死亡大脑的最新研究成果引发关注,或将重新定义“脑死亡”的概念。

  顶级学术期刊《自然》杂志日前刊发了一篇重磅论文,展示了一个惊人发现:耶鲁大学医学院的科学家们通过一种叫作BrainEx的系统,可以让死亡4小时后的猪脑恢复其脑循环和部分脑细胞功能。这一发现掀起轩然大波,因为这或许将重新定义“脑死亡”的概念。

  大脑真的死亡了吗

  人们通常以“不可逆的深度昏迷、自主呼吸停止、脑电波平直、脑干反射消失”作为脑死亡的判断标准。世界上有几十个国家通过了脑死亡立法,认定脑死亡就是真正的死亡。

  脑死亡确实有科学依据:哺乳动物大脑对于供氧水平的下降极其敏感,短时的血流中断就可引起氧气和能量存储快速消耗,引发神经元死亡和脑损伤,导致神经活动和意识的丧失。如果不能立刻恢复供血,脑内神经细胞将进入无法挽救的凋亡过程,直至脑死亡。

  但部分研究者却提出疑问:这种脑缺血损伤级联反应,在血流中断后的短时间内是否不可避免?

  耶鲁大学医学院的内纳德塞斯坦团队就产生了这样的猜想,他们假定,即便已经死亡几个小时,哺乳动物特定的细胞脑活动或许还是能够部分恢复。

  为验证这个猜想,他们将目光瞄准了学校附近的屠宰场。他们从那个屠宰场获得了约300个猪头,将猪大脑从颅骨中取出。其中,32个猪大脑被连接在一台名为BrainEx的系统上。BrainEx这个名字,在英文中的意思是“前任大脑”。该系统包含记录软件、搅拌装置、液体容器、泵等各种设备装置,能够模拟正常体温(37摄氏度)下的脉动血流,向脑细胞输送营养和氧气。

  在这些6至8个月大的猪死了4小时后,其中32只“幸运”猪脑被连入BrainEx系统。研究人员开始向这些大脑静脉和动脉中注入温热的防腐剂溶液。注入猪大脑的防腐剂溶液可以模拟血液流动,并向大脑细胞提供营养物质和氧气,整个灌注时长大约为6个小时。

  随后,内纳德塞斯坦团队发现,与没有接受BrainEx灌注的对照组大脑相比,得到BrainEx灌注的大脑表现出了巨大差异。它们在6个小时的人工血液灌注中,脑细胞能进行氧代谢和糖代谢,神经元能对电刺激产生反应,循环系统可以工作,神经元的形状、大小、网络结构和功能看上去比对照组大脑更接近正常状态。

  “我们从未想到我们能将大脑功能恢复到这个级别。”内纳德塞斯坦说,BrainEx系统的重点是恢复猪大脑中的微循环,让氧气和养分进入大脑中的微小血管中。以上发现表明,大脑拥有的细胞恢复功能强于此前预期,而且血流中断后的细胞功能退化可能是一个缓慢而非快速的过程。

  原来,哺乳动物大脑并没有我们当初以为的那么脆弱。

  大脑真的复活了吗

  这个实验是否意味着,这批猪大脑已经死而复活?答案并不是。

  研究团队在整个实验过程中监测了大脑神经元的放电活动,随时准备着,一旦看到脑器官有可能恢复意识的迹象,就使用麻醉剂来阻止大脑复活的可怕场景出现。

  但在这项研究中,没有证据显示存在与意识、认知或其他更高阶的脑功能相关的全脑电活动。也就是说,猪脑没有恢复意识。内纳德塞斯坦说:“我们只是在尽量延缓不可避免的死亡,大脑最终将无法恢复功能。”

  那么,有没有可能真正复活大脑呢?

  内纳德塞斯坦团队表示,重启大脑活动可能需要电击,或者将注入的富氧溶液长时间保留在大脑中,以使脑细胞能够从缺氧导致的损伤中恢复过来。

  但他们并没有打算这么做,因为这在科研伦理上走得太远,令人惊悚。研究团队甚至在BrainEx灌注液中加入了阻止神经元放电的化学物质,以保护神经元免受损害,并防止大脑活动重新开始。如果不使用这些药物,大脑有没有可能产生全脑电活动并恢复意识?现在还不知道。而一旦大脑恢复意识,我们就必须面临这样的伦理考问:单独的大脑可以算作一个活着的生命吗?

  研究团队认为,该技术并非旨在实现脑移植或大脑功能的长期维持,而是用于提高我们对大脑组成和功能的理解,并为昏迷患者、癌症患者和痴呆症患者,以及其他神经系统疾病开发潜在的疗法。

  脑灌注技术会被滥用吗

  同一期的顶级学术期刊《自然》还发表了两篇相关的评论文章,讨论了这项研究面临的伦理争议。

  美国凯斯西储大学医学院的两位教授斯图尔特扬格纳和玄仁洙撰写了其中一篇评论文章,认为这项研究可能激化有关人体器官移植的争论。“随着脑复苏科学的进步,一些为挽救或恢复人脑所做的努力可能看起来越来越合理放弃此类尝试而倾向于获取移植器官则可能显得不那么合理。”

  确实如此。在大多数国家,一个人脑死亡,就意味着他可以被依法宣告死亡。而最近几十年,大多数用于移植的器官都是从那些被宣布脑死亡的人身上摘取的。如果BrainEx灌注技术被改进后用于人类,那些被宣布脑死亡的人,恐怕应该等待脑复苏。

  生存,还是死亡?这是个问题。

  在另一篇评论中,美国杜克大学的妮塔法拉哈尼及其同事指出,这项研究开启的种种可能性凸显了“当前关于研究用动物的监管规定所存在的潜在限制”。

  妮塔法拉哈尼呼吁制定指南,帮助研究人员应对由这项研究所引发的种种伦理困境,因为该研究“对长期以来有关如何认定动物或者人类是否存活的假设提出了质疑”。

  内纳德塞斯坦团队曾向耶鲁大学动物保护与利用机构委员会寻求伦理指导。委员会决定没有必要进行监督,因为这些猪是作为家畜饲养的,不受动物福利法的约束,在研究开始前就被宰杀了。但后来的研究成果显示,这些动物可能处于灰色地带既不是活着,也不是完全死亡。

  研究人员应该如何检测意识或知觉的迹象?哪些物种适用于这类研究?应该在哪些情况下使用麻醉药,以避免产生类似疼痛或痛苦的体验?人工循环系统应该运行多长时间?

  其实,世界各地已有数百人付费冷冻和储存大脑,希望有一天科学家们能让他们复活。BrainEx研究发表后,脑灌注技术确有可能遭到滥用。

  未来的世界,会不会出现仅以大脑存活的人类?或许一切将静候时间的证明。

  据新华网(编辑:唐锦责编:雷昕三审:张文凯) 返回衡阳全搜索首页>>

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