BrainEx:模糊了“生”與“死”的界限

今日，Nature封面重磅發(fā)布耶魯大學(xué)最新研究：豬大腦在死亡4小時(shí)后成功復(fù)活，并維持了至少6小時(shí)。該系統(tǒng)名為BrainEx，是一套類似透析機(jī)一樣的體外人工循環(huán)程序，將實(shí)驗(yàn)溶液泵入大腦。但是該研究同樣掀起了一波道德倫理的輿論浪潮。

你對死亡一無所知。

過去，我們會一致認(rèn)為：腦死亡，即宣告著生命活動的終結(jié)。這個(gè)觀點(diǎn)在醫(yī)學(xué)界和法律界也盛行已久。

然而，今日Nature封面文章便向“死亡”投擲了一枚重磅炸彈，顛覆了人們的認(rèn)知——豬大腦在死亡4小時(shí)后復(fù)活了！消息一出，便引發(fā)了一場規(guī)模不小的倫理激辯。

Nature地址：https://www.nature.com/nature/volumes/568/issues/7752

來自耶魯大學(xué)的科學(xué)家們構(gòu)建了一個(gè)名為BrainEx的系統(tǒng)，向腦細(xì)胞輸送營養(yǎng)和氧氣來模擬血液流動——該系統(tǒng)讓死亡數(shù)小時(shí)的豬大腦恢復(fù)了腦循環(huán)和部分腦細(xì)胞功能，并至少維持了6小時(shí)！

雖然實(shí)驗(yàn)中沒有恢復(fù)意識，但是研究人員提出的這一發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生的倫理問題，甚至是關(guān)于死亡的本質(zhì)等更根本的問題。同時(shí)，可能會對復(fù)蘇人和移植器官的死亡指南協(xié)議的法律和醫(yī)學(xué)定義產(chǎn)生根本性影響。

BrainEx：模糊了“生”與“死”的界限

“在人類歷史的大部分時(shí)間里，死亡是非常簡單的事?！比A盛頓州西雅圖艾倫腦科學(xué)研究所總裁兼首席科學(xué)家Christof Koch說?！?strong>現(xiàn)在，我們必須質(zhì)疑什么才是不可逆轉(zhuǎn)的真正死亡。”

在世界大多數(shù)國家中，當(dāng)大腦活動停止或心肺停止工作時(shí)，可以認(rèn)為人已經(jīng)“合法死亡”。大腦的運(yùn)轉(zhuǎn)需要大量的血液、氧氣和能量，如果沒有這些重要的支持系統(tǒng)，即使只是缺血、缺氧幾分鐘，就會給大腦造成不可逆的傷害。

自20世紀(jì)初以來，科學(xué)家們就在進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)，試圖讓大腦在心臟停止跳動之后繼續(xù)保持活動，。但是之后大腦的功能如何目前還不清楚。還有研究表明，在人死后很久，從大腦中取出的細(xì)胞仍然可以進(jìn)行正?；顒?，如制造蛋白質(zhì)?；谶@些發(fā)現(xiàn)，耶魯大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Nenad Sestan想要弄清的問題是：在死亡數(shù)小時(shí)之后，我們還能夠讓整個(gè)大腦“復(fù)活”嗎？

Sestan決定要找到這個(gè)問題的答案。在他實(shí)驗(yàn)室附近的一家屠宰場使用已經(jīng)被殺死的32頭豬的斷頭。他的團(tuán)隊(duì)將每個(gè)大腦從頭骨上移開，然后將其放入一個(gè)特殊的腔室，然后用導(dǎo)管安裝器官。在豬死后四小時(shí)后，研究人員開始向豬的大腦靜脈和動脈中注入溫?zé)岬姆栏瘎┤芤骸?/p>

研究人員將這一系統(tǒng)命名為BrainEx，系統(tǒng)向腦細(xì)胞輸送營養(yǎng)和氧氣來模擬血液流動。注入豬大腦的防腐劑溶液還含有阻止神經(jīng)元放電的化學(xué)物質(zhì)，以保護(hù)神經(jīng)元免受損害，并防止大腦活動重新開始。盡管如此，科學(xué)家還是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中監(jiān)測了大腦神經(jīng)元的放電活動，如果他們看到腦器官有可能恢復(fù)意識的跡象，就隨時(shí)準(zhǔn)備使用麻醉劑。

BrainEx原理圖

Sestan表示，Brain Ex系統(tǒng)的重點(diǎn)是恢復(fù)豬大腦中的微循環(huán)，讓氧氣和養(yǎng)分進(jìn)入大腦中的微小血管中。該技術(shù)并非旨在實(shí)現(xiàn)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，并為昏迷患者、癌癥患者和患有癡呆癥的人以及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病開發(fā)潛在的療法。

生死計(jì)時(shí)賽

研究人員測試了豬大腦在六小時(shí)內(nèi)的功能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元和其他腦細(xì)胞重新開啟了正常的代謝功能，不斷消耗糖、產(chǎn)生二氧化碳。而且，大腦的免疫系統(tǒng)似乎也在發(fā)揮作用。單個(gè)細(xì)胞和大腦切片的結(jié)構(gòu)得以保留——而對照組大腦中未被注入營養(yǎng)和富氧溶液的腦細(xì)胞則喪失了功能。當(dāng)科學(xué)家們對處理過的大腦的組織樣本加電時(shí)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別神經(jīng)元仍然可以攜帶信號。

左圖是未經(jīng)治療的大腦，右圖是BrainEx。綠色表示神經(jīng)元，紅色表示星形膠質(zhì)細(xì)胞，藍(lán)色表示細(xì)胞核。

但研究團(tuán)隊(duì)沒有發(fā)現(xiàn)豬大腦中存在協(xié)調(diào)的放電模式，這是大腦復(fù)雜活動甚至是意識存在的證明。研究人員表示，重啟大腦活動可能需要電擊，或者將注入的富氧溶液長時(shí)間保留在大腦中，以使腦細(xì)胞能夠從任何由缺氧導(dǎo)致的損傷中恢復(fù)過來。

Sestan的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用其技術(shù)使豬腦保持活動狀態(tài)長達(dá)36小時(shí)，但近期不打算恢復(fù)豬大腦放電活動，目前的首要任務(wù)是盡量延長并維持大腦在體外代謝和生理功能的時(shí)間。“可以想象，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(fù)功能?！?Sestan說?！拔覀冎伙w了幾百米，但我們真的可以一直飛嗎？”

他還表示，BrainEx系統(tǒng)目前距離在人體上的應(yīng)用還很遙遠(yuǎn)，首先人有頭骨，要想使用該系統(tǒng)首先要把大腦從頭骨中取出，而這只是第一個(gè)障礙。

相關(guān)倫理道德問題接踵而至

然而，支持有感知、無實(shí)體器官技術(shù)的發(fā)展對動物和人類的福利具有較為廣泛的倫理意義。

耶魯大學(xué)生物倫理學(xué)家斯蒂芬·萊瑟姆(Stephen Latham)曾與Sestan的團(tuán)隊(duì)合作。他說，在某些情況下，這樣做可能在道德上是合理的——例如，如果它能讓科學(xué)家在器官上而不是人身上測試治療退化性腦疾病的藥物。

考慮到器官的周圍環(huán)境與其自然環(huán)境的本質(zhì)區(qū)別，人體外大腦中的Gauging意識可能會很困難。密歇根大學(xué)安娜堡分校的神經(jīng)科學(xué)家George Mashour說：“我們可以想象大腦能夠具備意識能力，在沒有器官和周圍刺激的情況下，思考什么樣的意識是非常有趣的?！?/p>

最新的研究也提出了關(guān)于腦損傷和死亡是否是永久性的問題。紐約曼哈塞特范斯坦醫(yī)學(xué)研究所(Feinstein Institute for Medical Research)的急診醫(yī)學(xué)專家Lance Becker說：“許多醫(yī)生認(rèn)為，大腦在沒有氧氣的幾分鐘內(nèi)會造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害?！钡秦i的實(shí)驗(yàn)表明，即使沒有外界的支持，大腦的存活時(shí)間也可能比之前人們所認(rèn)為的要長得多。Becker說：“這篇論文就像一枚手榴彈，顛覆了我們以往的認(rèn)知。我們可能大大低估了大腦恢復(fù)的能力。”

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可能對器官捐贈產(chǎn)生實(shí)際和倫理上的影響。在一些歐洲國家，心臟病發(fā)作后無法復(fù)蘇的急救人員有時(shí)會使用一種系統(tǒng)，通過向身體泵入含氧血液來保存器官以供移植——但不是向大腦。

俄亥俄州克利夫蘭凱斯西儲大學(xué)(Case Western Reserve University)的生物倫理學(xué)家斯圖爾特?fù)P納(Stuart Youngner)說，如果BrainEx等技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，延長復(fù)蘇窗口的能力可能會縮小合格器官捐贈者的數(shù)量。

他補(bǔ)充道：“潛在捐贈者(他們甚至可能不是捐贈者)的利益與等待器官移植的人之間存在著沖突?！?/p>

未來之路，道阻且長

與此同時(shí)，科學(xué)家和政府不得不面對在沒有身體的情況下創(chuàng)造有意識的大腦所涉及的相關(guān)法律和倫理困境。正如Koch所說：“這真的是一個(gè)無人區(qū)，法律可能必須不斷發(fā)展才能跟上?！?/p>

Koch希望在任何研究人員試圖在無實(shí)體大腦中創(chuàng)建意識之前，進(jìn)行更廣泛的倫理討論?！斑@是一個(gè)重要的步驟，”他說?！耙坏┪覀冞@么做了，就是不可能逆轉(zhuǎn)的情況了?！?/p>

當(dāng)然，有許多網(wǎng)友們也對此次研究表示擔(dān)憂：這就是僵尸啟示錄的開始嗎？

而在1955年的今天，20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，阿爾伯特·愛因斯坦逝世。他在1915年發(fā)表的廣義相對論，直到100多年后的人們才通過事件視界望遠(yuǎn)鏡“拍攝”到了黑洞，首次證明了廣義相對論是正確的。

人們經(jīng)常也會感慨：人間何時(shí)才能再出現(xiàn)一個(gè)愛因斯坦。

若是大腦復(fù)活的技術(shù)能夠成真，能夠讓諸如愛因斯坦這樣的偉人的大腦得到“永恒的生命”，也未嘗不會加速推進(jìn)人類文明的進(jìn)步。