Vědci částečně obnovili činnost zvířecích mozků několik hodin po smrti

Stovky let medicínské praxe říkají, že mozek bez krevního oběhu nedokáže dlouhodobě přežít. Kromě případů extrémního podchlazení se uvádí, že stačí pár minut bez kyslíku a mozek je nenávratně zničen.

Ale to je nejspíše velké zjednodušení, říkají autoři nového výzkumu, který ve středu 17. dubna zveřejnil časopisu Nature. Jeho autorům se podařilo obnovit část mozkové aktivity i v mozku vyňatém z těla zvířete, které zemřelo o několik hodin dříve.

V žádném případě sice nedošlo k oživení elektrické mozkové činnosti, a tedy ani vědomí, ale v mozku znovu začaly fungovat některé metabolické pochody. To může naznačovat, že mozkové funkce odumírají postupně po mnohem delší dobu, než se dosud předpokládalo.

BrainEx

„Pozorování z naší i dalších laboratoří zpochybňují představu, že by jen několik minut či hodin po přerušení krevního toku do mozku muselo nutně dojít k hromadnému úhynu mozkových buněk,“ řekl v telekonferenci před vydáním studie jeden z vedoucích autorů studie, chorvatský neurolog Nenad Šestan, který působí na Yaleově univerzitě.

Z mozku zemřelých živočichů lze odebírat živé buňky, které lze posléze pěstovat v Petriho misce. Autoři nové studie se rozhodli vyzkoušet, jestli by něco podobného nebylo možné i ve větším měřítku. Tedy zda by se jim podařilo obnovit celé soubory mozkových funkcí i hodiny po smrti.

Využili k tomu mozky selat z jatek. Ve studii popisují sérií pokusů s třiceti dvěma mozky, během let příprav jich ovšem využil celkově zřejmě několik set. Mozky zvířat, která byla určena na maso, byly zhruba čtyři hodiny po smrti připojeny k poměrně složitému umělému oběhu nazvaném podle celého projektu BrainEx. V něm kolovala speciální směs hemoglobinu, jiných tělních bílkovin a dalších látek.

Po připojení mozku k systému se obnovily některé funkce. Například metabolické pochody (tj. zpracování cukru a odplavování odpadů), buňky reagovaly na podané látky, rozšířily se cévy po podání látky na jejich rozšiřování, a některé jednotlivé neurony dokázaly přenášet elektrické signály, když je do nich vědci poslali. Nešlo přitom o ojedinělé případy, aktivita byla dobře měřitelná. Mozky spotřebovávaly prakticky stejné množství kyslíku jako mozky živých zvířat.

Orgány na umělém oběhu zůstaly v dobrém stavu, včetně stavby a struktury. Neošetřené mozky se za stejnou dobu z velké části rozpadly. Je otázkou, jak dlouho by je zařízení dokázalo v podobném stavu udržet, z praktických důvodů byla studie omezená na šest hodin. V jednom ojedinělém případě byl mozek na přístrojích třicet šest hodin, ale z toho pokusu není tolik dat jako z ostatních, výsledky nejsou součásti studie zveřejněné v Nature.

Musíme ovšem zdůraznit, že během pokusu nebyla nikdy zaznamenána elektrická aktivita celého mozku nebo aspoň jeho větších částí, které jsou nezbytnou podmínkou jeho běžného fungování.

O oživení nešlo

„Není to živý mozek, je to mozek s určitou mírou buněčné aktivity,“ uvedl Šestan. „Chci zdůraznit, že jsme nikdy nezachytili stopy přítomnosti vědomí,“ dodal další z vedoucích autorů studie Stephen Latham z Yale.

Probudit vědomí také nebylo cílem pokusu, vědci se něčeho takové spíše obávali. Proto neustále sledovali elektrickou činnost mozku a byli připraveni okamžitě podat anestetika, kdyby se objevily známky přítomnosti vyšší nervové činnost. Což by mimo jiné mohlo znamenat například vnímání bolesti.

Šestan s kolegy uznávají, že přesně nevědí, zda by jejich postup vůbec mohl vyšší mozkovou činnost obnovit. Roztok, který do mozku pumpovali, obsahoval mimo jiné i látku, která potlačovala nervovou aktivitu, aby se možnost „probuzení vědomí“ minimalizovala.

Z principu tedy neví jistě, zda by teoreticky nebylo možné i po delší době v některých případech obnovit také vyšší mozkovou činnost. Neurologové jsou samozřejmě skeptičtí. Řada důkazů ukazuje, že mozkové buňky velmi špatně snáší odkysličení a rychle odumírají.

Šestan s kolegy se do podobného výzkumu nechtěli pouštět kvůli etické ožehavosti. Ale jak dokázal například čínský případ neschválené genetické „editace“ dětí v Číně, na světě se najdou lidé s menšími zábranami. Nebudeme tedy příliš překvapeni, pokud se někdo v blízké době pokusí o zkoušky obnovení komplexní mozkové činnosti u mrtvých zvířat.

A co smrt?

Na Yale systém vyvíjeli zhruba šest let a chtějí v práci pokračovat. Tento a další podobné postupy, například „pěstování“ zjednodušených, nedovyvinutých savčích mozků, by totiž do budoucna mohly představovat cenný výzkumný nástroj.

Přesněji řečeno způsob, jak mít v laboratoři modely mozkových nemocí a poruch, jako je Alzheimerova choroba. Stejně tak by podle autorů mohly „mozky v kbelíku“ (tak se podle MIT Technology Reveiw údajně experimentu na Yale přezdívalo) představovat nástroj, jak hledat způsoby omezení poškození mozku u pacientů po mrtvici či jiných poškozeních a zraněních.

Podobné experimenty ovšem s sebou samozřejmě nesou mnoho etických otázek. I proto vědec z Yale spolu s dalšími kolegy napsal před rokem článek do časopisu Nature, ve kterém volají po zavedení jasnějších etických pravidel u experimentů s lidskou mozkovou tkání. Vzhledem k tomu, jaké emoce vyvolávají experimenty na zvířatech, se jejich opatrnosti nelze divit.

Pokud se postup bude nadále vylepšovat, mohlo by to znamenat změnu v současném pohledu na mozkovou smrt, píší Stuart Youngner a Insoo Hyun z americké Case Western Reserve University v komentáři, který vyšel v časopise Nature zároveň se studií Šestana a jeho kolegů.

Lékaři i rodiny pacientů by mohli uvažovat o „mozkové resuscitaci“ i v případech, kdy je dnes pacient prohlášen za mrtvého. Což by znamenalo nejen změnu v klinické praxi, ale také by to vyžadovalo změnu dnešního přístupu k dárcovství orgánů. Především v zemích, které na rozdíl od České republiky vyžadují výslovný souhlas rodiny s dárcovstvím.

Přípravný pokus Částečná informace o výzkumu se dostala na veřejnost v dubnu 2018. Tehdy časopis MIT Technology Review zveřejnil zprávu, která podle vědců byla v několika ohledech minimálně zavádějící. Článek na základě informací z důvěrné schůzky autorů výzkumu s kolegy z MIT zdůraznil pokus o zachováním mozku mimo tělo po dobu 36 hodin. To však podle Šestana a spol. byl jen jeden z přípravných pokusů v rámci celého projektu. Takový pokus proběhl jen jednou a vědci z něj nemají příliš mnoho relevantních údajů.

Podobná praxe platí v USA či v Německu, ve většině případů jde o země, kde bývá čekání na transplantace spíše delší. V ČR je podle údajů Koordinačního střediska transplantací průměrná doba čeká na transplantaci cca jeden rok, v sousedním Německu jsou to tři roky.

To, že nějaká „mozková resuscitace“ bude opravdu možná, je stále čirá spekulace. Ovšem debata o otázkách s tím spojených v tuto chvíli není špatný nápad. Zkušenosti z jiných oborů medicíny, viz problematiku očkování, naznačují, že zdánlivě nekontroverzní otázky mohou v některých případech přerůst ve skutečný problém.