Nature今日封面“复活死亡大脑”？完全没有好吗

《自然》杂志发表了一篇关于“挑战死亡的定义”的研究论文:耶鲁大学的一组研究人员使用他们自己开发的体外灌注设备来恢复已经死亡4小时的猪大脑的部分“活力”。

研究人员称，他们使用了一种自我研究装置，名为“大脑皮层”，将人造血液样溶液连续注入死者大脑的颈动脉6小时。发现死亡脑中的细胞形态得以维持，胶质细胞的免疫反应、神经元的自生活动、氧代谢和糖代谢得以恢复。

值得注意的是，在整个过程中，大脑并不表现出完整的皮层电活动。这意味着这次“营救行动”并没有恢复猪大脑的高级功能，如意识、感觉、疼痛、情感等。，所以没有专业人士会称之为死亡大脑的“复活”。然而，这项研究触及了医学界的“终极教条”——它挑战了死亡的定义，并开始引发关于脑死亡和死者器官捐赠的激烈辩论。

资料来源:wattsupwiththat.com

拯救大脑

对于高级哺乳动物来说，大脑是身体中最脆弱的器官之一。自从现代医学发展以来，无数的案例告诉我们:一旦哺乳动物大脑中的血液循环被切断几秒钟，就会导致神经活动和意识的不可逆转的丧失；如果血液供应不能立即恢复，将导致大脑中神经细胞不可逆转的凋亡，导致脑死亡。

然而，耶鲁大学神经科学家内纳德·塞斯坦和他的同事们可能正在推翻这一医学常识。他们从耶鲁大学校园附近的屠宰场获得了大约300个猪头，并从他们的头骨中取出了他们的大脑，其中32个连接到一个叫做大脑的设备上。该仪器包括记录软件、搅拌装置、液体容器、泵、加热器、过滤器等部件。装载含有血红蛋白、抗凝剂和其他成分的人工血液后，它可以模拟人体在常温下的血液循环。研究人员将32只猪大脑的颈动脉连接到大脑皮层，在大脑皮层的帮助下，大脑在死亡4小时后恢复了血液供应。

BrainEx图表|照片来源:纸张

塞斯坦说，与没有接受人工血液灌注的对照组的大脑相比，接受脑震荡灌注的大脑显示出“巨大的差异”。他们的脑细胞可以代谢氧气和葡萄糖。神经元可以自发产生动作电位，也可以对电刺激做出反应。在药物的作用下发生血管舒张反应；负责免疫反应的神经胶质细胞可以对炎性细胞因子产生“类生命”反应。在神经元中，负责提供能量的线粒体保持完整的形态和结构。包裹在神经纤维周围并参与神经元之间电信号传导的髓鞘结构也被完全保留。

总的来说，经过6个小时的人工血液灌注后，这些死亡大脑中的大多数细胞似乎仍“活着”:循环系统仍能工作，神经元的形状和大小、它们组成的网络结构以及其他细胞的功能似乎比那些未接受灌注的大脑中的细胞更接近正常。

关于这些结果，塞斯坦说:“我们从未想过我们会这样做。。。。。。我的意思是将大脑功能恢复到这个水平。”事实上，早在2017年和2018年，他们就在学术界的闭门会议上向同行介绍了这项研究的初步结果。与会学者甚至用敬畏和“难以置信”和“极其重要”等词语表达了他们的震惊。达特茅斯学院的神经科学家詹姆斯·伯纳特博士说，这项研究“表明，至少在细胞和分子水平上，大脑不会像我们想象的那样在失去血液和氧气后受到不可逆转的损害。”他说这是一个非常了不起的发现。

这项研究的作者谨慎地表示，大型哺乳动物的大脑“在很长一段时间的死后，其微循环和在分子和细胞水平恢复的能力还没有被完全认识到。”换句话说，在某些情况下，脑死亡并不是一个永久和不可逆转的过程。

这不是复活

脑死亡临床判断的当前标准之一是观察死者的脑电图活动是否停止(通常显示为直线)。在这项研究中，虽然研究人员能够恢复猪大脑的循环代谢和相当一部分细胞活动，但他们没有观察到这些大脑中的整个脑电波运动，因此作者认为这意味着猪大脑还没有恢复意识，不会产生任何痛苦的感觉——因此这不能称为“复活”。他们甚至在实验开始前就做好了准备。如果他们在接受人工血液灌注的过程中发现任何意识迹象，他们会立即麻醉或冷却猪的大脑，以防止“缸里的大脑”的可怕景象变成现实。

然而，许多学者仍然认为这个实验带来了很大的争议。宾夕法尼亚大学的哲学家乔纳森·莫雷诺参与了美国大脑项目，他说:“在神经科学界，意识的定义和在实际情况下判断一个人是否有意识的标准有很大的不同。尽管这项研究没有观察死猪大脑的整个大脑电活动，但他们发现神经元可以产生电活动。这是来自意识局部的微小信号吗？这可能是意识在很小范围内的表现吗？”

此外，我们还面临着一个更为困难的问题:BrainEx在灌注中使用人造血液，其中含有抑制神经元活动的化学成分。如果我们在实验中不使用这些药物，这些大脑有可能产生脑电活动并有意识吗？如果发生这种情况，它能被视为一种有生命的生活吗？

如何定义死亡

除了引发伦理争论，这项研究还对“脑死亡”和器官捐赠过程的现有定义提出了挑战。凯斯西储大学的生物伦理学家斯图尔特·扬纳(Stuart Youngner)和因索·贤(Insoo Hyun)同时在《自然》杂志发表的一篇评论中表示，“如果结果足够稳定和可靠，可能会加剧拯救个人生命和死者器官捐赠之间的矛盾。随着脑复苏科学的进步，类似的拯救或恢复人脑的努力似乎越来越合理。然而，对死者进行器官移植的特殊手术必须妥协。”

目前，许多伦理学家、移植外科医生和急救人员对脑死亡有不同且有争议的定义。目前，大部分移植的器官来自被宣布脑死亡的病人。想象一下，如果一个同意在死后捐献器官的病人在危急情况下死亡，那么医务人员必须决定何时放弃抢救，拯救健康的器官，并用它们来拯救另一条生命。然而，如果脑震荡在未来能继续升级并能拯救人类大脑，那么那些被宣布脑死亡的人可能会在死后进入大脑复苏抢救而不是器官捐献过程。

一名记者采访了美国管理器官捐赠的私人组织联合器官共享网络，听取他们对这项研究的看法。回应是“我们不会对此采取立场。这种方法与器官捐赠无关。”

专家持相反的态度。生物伦理学家、儿科心脏外科医生凯瑟琳·芬顿博士说，这项研究“在某些情况下模糊了脑死亡的定义，...我们应该正视这项研究带来的问题。关于脑死亡的讨论是必要和重要的。”

撇开这项研究带来的伦理和道德争议不谈，耶鲁大学的研究人员表示，脑电描记术是一种新工具，可以帮助我们研究大脑在缺血和缺氧条件下如何更好地恢复。鉴于大多数神经科学实验室目前通过脑细胞培养或脑切片在静态或二维条件下研究大型哺乳动物大脑中的细胞。另一方面，BrainEx为从三维角度研究大脑和探索复杂细胞的相互作用和联系提供了条件，从而为研究脑死亡提供了新的途径。