[S20_Brain] Post#1 資工碩職一 408085076 邱筱琳

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美國科學家「復活」死亡豬腦 挑戰死亡定義1

發表時間:2019年 4月 18日

美國科學家最近成功使被屠宰4個小時後的豬腦部分「復活」,讓腦細胞重新恢復一些基本功能。

這項研究發表在最新一期《自然》雜誌上。

該研究表明,腦細胞死亡有可能被延遲或恢復之間的一些連接。它為將來一系列與大腦有關的疾病,例如中風和阿爾茨海默氏病(俗稱老年癡呆症中的一種)開啟新的研究途徑。

但研究人員強調,整個實驗過程中豬腦沒有出現意識與認知。因此,距離真正「復活」豬腦還相差甚遠。

然而,它卻對人類先前所認為的大腦在血液供應被切斷幾分鐘後即進入不可逆轉的死亡狀態提出了挑戰。因此其意義重大。

耶魯大學的科學家從屠宰廠收集了32個豬腦,並在4個小時之後對它們進行長達6個小時的試驗。

研究人員模仿脈衝,有節奏地用特製液體在豬腦中循環。該液體中包含合成血液,它可以攜帶氧氣和藥物放緩和逆轉腦細胞死亡。

計時賽2

研究人員測試了六個小時內大腦的活動情況。他們發現神經元和其他腦細胞已經恢復了正常的代謝功能,例如消耗糖和產生二氧化碳,並且大腦的免疫系統似乎正在起作用。單個細胞和大腦各部分的結構得以保留,而沒有接受營養豐富和富氧溶液的對照大腦中的細胞崩潰了。當科學家將電施加到經過治療的大腦的組織樣本上時,他們發現單個神經元仍然可以攜帶信號。

但是研究小組從未見過整個大腦協調的電模式,這表明大腦活動複雜,甚至意識不清。研究人員說,重新開始大腦活動可能需要電擊,或者將大腦長時間保留在溶液中,以使細胞從缺氧時遭受的任何損傷中恢復過來。

塞斯坦的團隊已使用其技術使豬腦存活長達36個小時,目前尚無立即計劃來恢復已消失器官的電活動。相反,他的首要任務是弄清楚他的團隊可以在多長時間內維持大腦的新陳代謝和生理功能。塞斯坦說:“可以想像,我們只是在預防不可避免的事情,而大腦將無法恢復。” “我們隻飛了幾百米,但是我們真的可以飛嗎?”

他補充說,Brain Ex系統尚未準備好在人中使用,這尤其重要,因為如果不先從頭骨上移開大腦,很難使用。
 

改變死亡概念?

但是,這一前所未有的試驗改變了大腦如何死亡的概念。因為之前,許多人認為一旦大腦缺氧,就會很快死去,而且不可逆轉。

耶魯大學神經科學教授內納德·塞斯坦(Prof Nenad Sestan,Yale University)表示,這一試驗向人展示了細胞死亡是一個漸進和逐步的過程。而且,有些過程是可能被推遲甚至是可以逆轉的。

這些豬腦來自農場,並不是專門為試驗室做試驗的動物。

在試驗過程中,科研人員擔心這些豬腦產生意識,因而使用了藥物來減少其腦部活動。

意義所在

該試驗最直接的好處是,科學家未來將可以更好地研究和了解阿爾茨海默氏病人的大腦。

大腦是我們已知宇宙中最複雜的結構。現有的冷凍大腦切片以及在試驗室器皿中培養的大腦細胞技術無法讓研究人員探索大腦是如何連接的3D完整線路圖。

而從長遠來看,科學家希望通過對大腦認知的進一步深入可以幫助找到保護大腦的更佳方法,例如對中風後大腦受損的病人,以及出生時大腦缺氧的新生兒等。

還有一些美國專家表示,它還有助於推動在大腦失去供血後,如何通過人工干預來幫助大腦恢復方面的研究。

當然,研究人員說,它距離徹底改變重傷後腦部恢復仍然距離遙遠。

塞斯坦教授承認,目前還不知未來是否能夠恢復大腦的正常功能。

倫理爭論

它是否意味著改變了死亡的概念呢?

BBC科學與健康事務記者詹姆斯·加拉格爾(James Gallagher)說,目前還沒有。

但是已經有一些倫理學家表示,人們現在就應該對此進行辯論,因為「腦死亡」者是器官移植的主要來源。

而且,它可能會引發生死之間界定的倫理爭論。

醫學倫理學教授兼牛津大學新生兒醫生威爾金森說:「一旦有人被診斷為腦死亡,那麼目前來講是沒救了。」

他表示,如果未來有可能讓人死後恢復大腦功能,恢復死者的思想和個性,那當然將對死亡的定義產生重要影響。

但目前至少做不到。

雖然,研究人員確定試驗中的豬腦是無意識的,但它仍提出了一系列問題:

  • 研究人員能用這種方式把大腦維持多久?
  • 如果研究人員不是4小時以後,而是更早一點開始試驗效果是否將更會好呢?
  • 實驗中,研究人員使用了藥物壓制了腦部的活動。但如果沒有的話,那豬大腦是否會有意識呢?

 

相關連結:

1. 引述原文:BBC 美國科學家「復活」死亡豬腦 挑戰死亡定義

2. 《Nature》雜誌介紹:Pig brains kept alive outside body for hours after death

3. 《Nature》論文:Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem