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重新定義生死?科學家讓死亡幾小時后的大腦恢復細胞功能

醫療健康 來源:學術經緯

什么是死亡?當一個人表現出不可逆轉的所有腦功能喪失(腦死亡)或循環功能喪失(心肺死亡),大多數國家會在法律上宣定其死亡。

然而,今日頂尖學術期刊《自然》的封面論文里,科學家們利用腦復蘇技術動搖了生與死的界線,引起了法律專家和倫理學家們的激烈討論……


本研究登上了最新一期《自然》的封面(圖片來源:《自然》官網截圖;作者:Marin Balai)

來自耶魯大學醫學院的科學家們建立了一套名為BrainEx的體外灌注系統,能讓死亡數小時后的豬腦恢復腦循環和部分腦細胞功能,并維持至少6小時。

神經科學家Nenad Sestan教授領銜的研究團隊特制了一種以血紅蛋白為主的無細胞灌注液,并組建了一套可以模擬正常體溫(37攝氏度)下血流脈動的體外灌注系統。他們從死豬的頭部取出了完整的豬腦,這些豬來自食品加工廠,大腦原本會在豬死后被丟棄。研究人員通過頸動脈將豬腦與體外灌注系統相連,以檢驗死后復蘇的可能性。


BrainEx灌注系統圖示 (圖片來源:參考資料[1])

盡管這些大腦的“主人”已死亡4個小時之久,但在接入BrainEx系統后,研究人員觀察到,持續6小時的灌注期內,32個大腦令人難以置信地恢復了主要動脈、小血管和毛細血管的循環。

而且,當灌流液中施加了一種用于增加人腦血流的藥物后,研究人員發現這些豬腦的血管出現擴張,使灌流液流速加快。由此可見,大腦對藥物也產生了相應的反應。

此外,在灌注系統的支持下,大腦皮層的細胞死亡有所減少,神經元形態和密度得以保持,而且還有部分細胞功能得到恢復。利用電極檢測單個神經元的電活動,可以看到神經元甚至表現出自發突觸活動。這些結果表明,大腦擁有的腦細胞恢復功能或許比以往所以為的更強。

長期以來,人們一直認為哺乳動物的大腦十分脆弱,一旦停止供血,哪怕只是短短幾分鐘甚至幾秒鐘,缺氧和耗能都會很快造成神經元的死亡。然而此次結果卻挑戰了過去的認知,供血中斷后的腦細胞功能退化更可能是一個緩慢的過程。

研究團隊在實驗維持了6小時后由于資源有限而人為中斷了灌注,如果不中斷,BrainEx系統可以維持豬腦功能多久、是否有可能恢復全部正常的腦功能還不得而知。

雖然在目前的實驗條件下,沒有跡象表明這些大腦恢復了意識(awareness)、感覺(perception)或其他高級腦功能相關的全腦電活動,并且作者謹慎地指出,神經生理活動的復蘇與整體功能的恢復不可相提并論。然而,在同期《自然》上刊發的評論認為,“BrainEx研究開辟了以前無法想象的可能性”。

杜克大學的法律與哲學教授Nita Farahan等人認為,這項研究“對長期以來有關如何認定動物或人類是死是活的假設提出了質疑”,他們呼吁制定相應的指南來應對這項研究引發的倫理困境。

另一些學者,包括凱斯西儲大學的兩位生物倫理教授Stuart Youngner和Insoo Hyun則從器官移植的角度提出了問題。

近幾十年來,器官移植大多來自被宣布腦死亡的捐獻者。通常,在捐獻者心肺停止的幾分鐘后,為了被捐獻者可以獲得健康的器官,器官移植的工作必須爭分奪秒進行。

在Youngner教授看來,隨著腦復蘇科學不斷進步,像BrainEx這樣的系統在經過優化后未來有可能應用于人腦,那么死亡幾小時的大腦仍然有復蘇的可能性,“為挽救或恢復人腦而做的努力可能看起來越來越合理,相反,傾向于獲取移植器官而放棄搶救則可能顯得不那么合理。”那么,有限的醫療資源是繼續腦復蘇搶救,還是在某個節點上轉而留下器官救其他等待移植的人,勢必成為生物倫理學上難以避開的問題。

在生與死的界線,怎么做才是拯救和改善生命的最佳方法?

參考資料

[1] Zvonimir Vrselja et al., (2019) Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Nature. Doi: 10.1038/s41586-019-1099-1

[2] Stuart Youngner, Insoo Hyun, (2019) Pig brain study could fuel debates around death. Nature

[3] Nita Farahany et al., (2019) Part-revived pig brains raise ethical quandaries. Nature

來源:學術經緯

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