發(fā)布時(shí)間:2019年04月27日
腦的死亡到底是什么:
“生還是死,這是個(gè)問題?!?/strong>
如今,這個(gè)問題貌似更加復(fù)雜。
4月18日,《自然》雜志以封面形式刊登了耶魯大學(xué)神經(jīng)科學(xué)系教授Nenad
Sestan科研團(tuán)隊(duì)的最新研究:他們通過先進(jìn)的體外灌流技術(shù)部分恢復(fù)了離體4小時(shí)的豬腦的微循環(huán)和細(xì)胞及分子功能。
研究發(fā)現(xiàn)了什么?
在研究中,科研人員一共使用了300頭豬,其中32個(gè)豬腦被安置在名為BEx(BrainEx)的復(fù)雜裝置上,讓腦子“進(jìn)水”6小時(shí)。當(dāng)然,這種“水”是由血紅蛋白、抗凝劑等成分組成的無(wú)細(xì)胞特殊溶液(血液是由血細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血漿組成的有細(xì)胞液體),從動(dòng)脈進(jìn),從靜脈出。這個(gè)“進(jìn)水”的過程就是灌流。需要說明的是,灌流組的大腦在實(shí)驗(yàn)前已經(jīng)被處理了4小時(shí),也就是說大腦已經(jīng)“死亡”4小時(shí)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)用時(shí)10小時(shí)。
結(jié)果顯示,相比其他組,經(jīng)BEx灌流的腦組織的微循環(huán)和血管功能能得到很好的重建,整個(gè)腦組織保持完整。同時(shí),神經(jīng)細(xì)胞水腫和死亡的比率降低,細(xì)胞的數(shù)目并沒有明顯下降。單個(gè)神經(jīng)元能對(duì)電刺激產(chǎn)生反應(yīng),發(fā)生自發(fā)的突觸電位。
但是,研究人員并沒有觀測(cè)到整個(gè)大腦的放電活動(dòng)。另外,BEx灌流組的豬腦能正常消耗葡萄糖和氧氣,保持代謝水平;膠質(zhì)細(xì)胞(大腦中的免疫細(xì)胞)的免疫應(yīng)答水平得到恢復(fù)。也就是說,BEx灌流可以使大腦的整體結(jié)構(gòu)保持完整,部分腦細(xì)胞保持正常的生理機(jī)能,但目前缺少與大腦意識(shí)存在相關(guān)的電活動(dòng)的證據(jù)。
“本研究運(yùn)用BEx技術(shù),探索整個(gè)大腦缺氧和缺血狀態(tài)下神經(jīng)生理的恢復(fù)過程,為未來研究神經(jīng)生理學(xué)提供了新的工具??梢韵胂?,對(duì)該技術(shù)的改進(jìn)可應(yīng)用于更廣闊對(duì)大型哺乳動(dòng)物腦的相關(guān)領(lǐng)域。”論文總結(jié)道。
“體外保存部分腦組織的‘存活’并不是個(gè)新鮮事物,神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域有個(gè)常用技術(shù)——腦片電生理,就是在體外的腦切片上最大限度的保持細(xì)胞的活性以及他們之間的聯(lián)系,借此來研究神經(jīng)細(xì)胞的特性和神經(jīng)微環(huán)路,這個(gè)技術(shù)已經(jīng)存在數(shù)十年了?!敝袊?guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員徐敏評(píng)論說,“不過該研究在技術(shù)上還是向前推進(jìn)了一步,它展示了體外完整保存大型動(dòng)物腦組織的可能。”
徐敏同時(shí)指出,另一方面,也是比較顛覆性的一點(diǎn),說明傳統(tǒng)意義上的腦死亡之后,甚至比較長(zhǎng)的時(shí)間之后,還可以部分恢復(fù)腦細(xì)胞的活性。
死亡的大腦復(fù)活了嗎
這一研究公布后,一些報(bào)道驚呼:豬大腦在死亡4小時(shí)候復(fù)活了!
“該研究測(cè)試了‘腦死亡’之后體外保存大腦中細(xì)胞的一些性質(zhì)以及電活動(dòng)與正常腦組織類似。但是,從文章展示的數(shù)據(jù)來看,與真正的‘再生’還有很大的距離。”徐敏對(duì)此評(píng)論說。
中國(guó)科學(xué)院生物物理所研究員王曉群主要做大腦研究。他認(rèn)為,這一研究談不上復(fù)活死亡大腦,因?yàn)椤斑M(jìn)水”后的豬腦整體上沒有腦電正常的信號(hào),“整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)就已經(jīng)處于靜止?fàn)顟B(tài)了”。
王曉群還指出,在心臟停止跳動(dòng)以后,身體的氧供應(yīng)受到影響,細(xì)胞就開始死亡?!暗竽X是一個(gè)復(fù)雜的器官,并不是所有的細(xì)胞(在心臟停止跳動(dòng)以后)瞬間都死掉了,而是一個(gè)逐漸死去的過程,因此,在很多死去的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大腦中,(即使不使用灌流),(短時(shí)間內(nèi))依然可以看到很多(單個(gè))神經(jīng)細(xì)胞自發(fā)放電?!蓖鯐匀航忉屨f。
論文作者在文末也強(qiáng)調(diào),本研究不能被過度解讀為大腦正常功能的恢復(fù),因?yàn)檠芯咳藛T并未檢測(cè)到與清醒、意識(shí)等大腦高級(jí)功能相關(guān)的腦電位活動(dòng)。也就是說,豬腦在離體4小時(shí)后,經(jīng)過專門配制的BEx液灌流,腦組織完整,代謝正常,腦細(xì)胞死亡少了,單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞能激發(fā)電位,大腦并沒有“復(fù)活”過來。
大腦死亡標(biāo)準(zhǔn)遭挑戰(zhàn)?
盡管這一研究并不能使大腦產(chǎn)生意識(shí),也不能使大腦起死回生,但展示出了一套經(jīng)過設(shè)計(jì)的灌流系統(tǒng),能使死亡大腦的部分細(xì)胞生理功能恢復(fù),引發(fā)了科學(xué)界關(guān)于大腦死亡標(biāo)準(zhǔn)的討論。
“大腦的記憶和思維能力,是不是在心臟跳動(dòng)停止的一剎那失去功能,肯定不是的,但到底能保留多長(zhǎng),也是一個(gè)很大的問題?!蓖鯐匀赫J(rèn)為,這個(gè)研究提出了一個(gè)問題,腦的死亡到底是什么。
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的《腦死亡判定標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范(成人質(zhì)控版)》,腦死亡確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)為短潛伏期體感誘發(fā)電位消失、腦電圖電靜息和經(jīng)顱多普勒超聲相關(guān)信號(hào)消失等3項(xiàng)中的兩項(xiàng)。
“從理論方面講,我們現(xiàn)有的腦死亡標(biāo)準(zhǔn)是值得重新討論的,因?yàn)楝F(xiàn)有腦死亡指的是腦功能不可逆性喪失,而當(dāng)前研究表明傳統(tǒng)腦死亡之后功能還可以有部分的恢復(fù),因此從這方面講,現(xiàn)有的死亡定義的確值得重新思考?!毙烀粽f。
徐敏同時(shí)指出:“從現(xiàn)實(shí)的角度講,此類依靠技術(shù)維持的‘存活的腦’是否在醫(yī)學(xué)具有存在的意義尚不明確,一般來講此類醫(yī)療支持最終的目的是腦功能最終的恢復(fù),但是從該研究目前的結(jié)果來看,并沒有展示出這種可能性?!?/p>
也有科學(xué)家提出,如果有類似BrainEx技術(shù)經(jīng)過改進(jìn)優(yōu)化應(yīng)用于人體的情況,那么可能會(huì)和器官捐獻(xiàn)發(fā)生沖突。
“這就意味著之前宣布腦死亡(尤其是腦損傷引發(fā)缺氧導(dǎo)致的死亡)的患者需要的是蘇醒治療,而不是進(jìn)行器官捐獻(xiàn)?!眲P斯西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物倫理學(xué)教授Stuart
Youngner和Insoo Hyun評(píng)價(jià)道。
(作者系《知識(shí)分子》特約撰稿人,威斯康星醫(yī)學(xué)院癌癥中心博士后,現(xiàn)就職于安徽醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院)