He Tappavat Sinut Pelastaaksesi Aivot: Selittämällä Nectome-käsitteen Tieteellisesti - Vaihtoehtoinen Näkymä

Sisällysluettelo:

He Tappavat Sinut Pelastaaksesi Aivot: Selittämällä Nectome-käsitteen Tieteellisesti - Vaihtoehtoinen Näkymä
He Tappavat Sinut Pelastaaksesi Aivot: Selittämällä Nectome-käsitteen Tieteellisesti - Vaihtoehtoinen Näkymä
Anonim

Toisena päivänä tapasimme outoja uutisia. Et kuule tästä päivittäin. Massachusetts Institute of Technologyn sponsoroima käynnistysohjelma, jonka hinta on 10 000 dollaria, pitää aivosi synapsitasolla. Yhtiö lupaa jo tällä vuosisadalla, että on neurotieteilijöitä, jotka voivat poimia näihin synapsiin tallennetut tiedot, lähettää ne supertietokoneeseen, ladata muistisi uudelleen ja "arkistoida mielesi". Mutta on yksi asia: tekniikka toimii vain, jos olet vielä elossa. Pitääksesi aivosi kytkettynä - kaikkien aivojen synapsien monimutkainen yhteysverkko - heidän täytyy tappaa sinut. Kuulostaa mielenkiintoiselta hauska tai naurettavan hullu. Ja sitä on vaikea uskoa. Mutta olemme aikuisia, olemme kiinnostuneita aiheen tieteellisestä puolelta, emmekä paljaista lupauksista.

Ei niin kauan sitten Nectome jopa näytti sinisen unelmansa Y Combinatorin käynnistysinkubaattorille ja … pääsi toivottujen kumppanien luetteloon. Ja asiakkaat ilmestyivät melkein heti. Ei ole vaikea ymmärtää miksi: Nectome myy vanhan, mutta erittäin houkuttelevan idean tietoisuuden lataamisesta pilveen.

Odota, että rullat silmäsi skeptisesti. Nectome Brain Conservation Technique voitti Brain Conservation Foundation -säätiöltä (BPF) 80 000 dollarin palkinnon sian aivojen säilyttämisestä. Nyt he ovat ryhtyneet yhdessä Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) merkittävimmän neuroteknologin, tohtori Ed Boydenin kanssa jatkamaan menetelmän kehittämistä yhdessä.

Boyden oli aiemmin kehittänyt mahtavaa tekniikkaa, joka laajentaa fyysisesti aivokudosta 10 - 20 kertaa. Yhdistämällä Nectomen erityinen kylmäsäilöntäkastike Boydenin laajennusmikroskopiaan, käynnistys voi saavuttaa jotain hämmästyttävää: säilyttäen koko ihmisen aivot nanomittakaavassa, jossa jokainen synapsia voidaan nähdä elektronimikroskoopin avulla.

Idea sai äskettäin 900 000 dollarin apurahan kansallisilta terveyslaitoksilta ja yli miljoona dollaria rahoitusta.

Tohtori Sebastian Sjung sanoi kerran: "Olen yhteyshenkilöni." Ei ole vaikea kuvitella, että muistot (ja jopa itsesi) voidaan ottaa huolellisesti säilötyistä aivoista, ja tietoisuutesi saa uuden elämän.

Lyhyesti sanottuna, aivot astiassa eivät ole mitään uutta. Mutta mitä sitten?

Mainosvideo:

Jäädytetty ajoissa

Toisin kuin kryogeeniset aineet, Nectome ei säilytä päätäsi nestemäisen typen säiliöissä. Sen sijaan se käyttää aldehydi-stabiloitua kylmäsäilytys (ASC) -menetelmää elävien aivojen emballointiin ennen kylmäsuojausta.

Päätavoite ei ole "biologisen elinkelpoisuuden" ylläpitäminen, sanovat aloitusryhmän jäsenet, "vaan aivojen herkän ja erittäin rakenteellisen muodon ylläpitäminen".

Ensimmäinen julkaisu julkaisussa Cryobiology vuonna 2015, ASC on erittäin epämiellyttävä menetelmä: upotettuna täydellisen anestesian (anestesian) tilaan, kun sydän on keinotekoisesti tuettu, se eroaa verestä, joka korvataan glutaraldehydillä nimeltään kemikaalilla. Tämä pidike toimii kuin molekyylin käsiraudat, ompelemalla proteiineja yhdessä ja vakauttaen niiden rakenteen.

Pidä mielessä: tämä prosessi tappaa aivot. Ei ole paluuta takaisin.

Mutta tämä on juuri tavoite. Kuolleet aivot eivät voi aloittaa posturaalisia biologisia prosesseja, jotka johtavat rappeutumiseen. Pidätin pitää aivot mahdollisimman luonnollisina - neurotieteilijät käyttävät sitä usein aivonäytteiden käsittelemiseen ennen mikroskoopin läpi katsomista.

Kun ne on kiinnitetty, Nectome-joukkue käyttää automaattista pumppua käynnistääkseen oman verenkiertojärjestelmänsä, mutta kryosuojalla. Kirurgit poistavat sen jälkeen aivot ja laittavat akkuun jäähdyttämiseksi -135 celsiusasteeseen.

Siten "biologinen aika näyttää pysähtyvän, jolloin aivot voidaan varastoida hyvin pitkään", tutkijat selittävät.

Ensin testattu kanin ja sian aivoilla, tekniikka toimi hyvin. Sulatuksen jälkeen kylmäsuojaus pestään pois, jolloin täysin säilynyt aivot jätetään kytkentäanalyysiin.

Korvaa nyt kanit ja siat ihmisillä. Tätä Nectome haluaa tehdä asiakkailleen.

Korvaamaton valuutta

MIT Technology Review -lehden mukaan Nectome on jo käynnistänyt sormensa ihmisen aivojen säilyttämiseen. Tämän vuoden helmikuussa joukkue osti äskettäin kuolleen naisen aivot ja suoritti ASC: n huumausaineessa. Prosessi kesti noin kuusi tuntia.

Vaikka arvokas elin oli kuollut kahden ja puolen tunnin sisällä, naisen aivot olivat "yksi hienoimmista koskaan säilyneistä", Nectomen perustaja Robert McIntyre sanoo.

Poistukaamme hetkeksi ja laitetaan syrjään tietoisuuden lataamisen lupaus. ASC: n integroinnilla laajennettuun mikroskopiaan on valtava tieteellinen potentiaali. Kiinan lääketieteellisen akatemian professorin Ma Chaon mukaan ASC-käsitellyt kudokset voivat tarjota tärkeätä tietoa neuronin solun sisäisistä rakenteista.

"Tämä tieto voi olla erittäin tärkeä aivojen ikääntymistä ja rappeuttavia häiriöitä koskevassa tutkimuksessa", hän sanoi haastattelussa.

Vertaamalla esimerkiksi terveiden aivojen ja aivojen synaptisia rakenteita Alzheimerin tautiin, tutkijat voivat saada arvokasta tietoa - mitkä aivojen alueet kärsivät eniten, mitkä rakenteelliset patologiat ja niin edelleen.

Luonut uudelleen mielen

Kaikki eivät ole yhtä mieltä siitä, että ASC on sopiva tapa”mielen arkistointiin”.

Jotkut vastaan esitetyt väitteet ovat teknisiä. Huolimatta miljardeista dollareista ja useista laajoista aivojen kartoitusohjelmista, kukaan (toistaiseksi) ei ole pystynyt vangitsemaan nisäkkäiden aivoja synapsitasolla - edes hiiri.

Mutta hiiren ja ihmisen aivojen asteikot ovat hyvin erilaisia: ihmisen aivoissa on miljoonia neuroneja, joista jokainen muodostaa tuhansia yhteyksiä toisten kanssa ja muodostaa biljoonia synapsia. Nykyään edes edistyneimmät yritykset esittää tällainen kuva eivät pysty selviytymään edes hiiren aivojen yhdestä kuutiometriä millimetristä.

Brain Preservation Foundation -säätiön presidentti Dr. Kenneth Hayworth ei näe tätä ongelmana. Hänen mukaansa 100 vuodessa on koko aivojen kuvantamistekniikka. Puhuessaan ASC: n käytöstä loppuvaiheessa tapahtuvana menettelynä, hän toteaa, että koska tietosisältö säilyy, on "ainakin mahdollisuus parantaa potilas tulevaisuudessa erittäin edistyneiden tekniikoiden avulla".

Tekniset esteet sivuun. Ehkä paljon kiistanalaisempi idea olisi, että muistot, ajatukset ja persoonallisuuttasi voidaan palauttaa tutkimalla pelkästään rakennetta.

Elävät aivot ovat loppujen lopuksi jatkuvasti liikkeessä. Neurotieteilijät kaappaavat usein neuronien ohimenevän prosessin asettamalla elektrodit aivoihin sähköisten signaalien sieppaamiseksi. Tai he käyttävät pimeässä hehkuvia proteiiniantureita hermoaktiivisuuden seuraamiseen.

Toisin sanoen, kuten mikä tahansa biologinen prosessi, ajatus on dynaaminen. Koko ihmistä on mahdotonta luoda uudelleen vain DNA: n kirjaimilla - hänen DNA: nsa ilmaisu, joka perustuu hänen ja ympäristönsä monimutkaiseen vuorovaikutukseen, tekee hänestä ihmisen.

Samoin on täysin mahdollista, että et pysty rekonstruoimaan hermoaktiivisuuden historiaa liikkumattomista aivoista. Yksittäistä ajatusta ei ehkä ole mahdollista poimia yhdyskunnan koko kartasta.

Harvardin yliopiston neurotieteen tietotekniikan tutkija Dr. Sam Gershman kutsuu yhteyttä "toiminnallisesti tyhjentyneeksi tietolähteeksi aivojen toiminnasta".

Ajattele sitä: neurotieteilijöillä on ollut täysi yhteys C. elegansiin, nematoodimatoon, 1980-luvulta lähtien. Mitä olento kokenut ennen kuolemaa? Mitkä olivat hänen viimeiset ajatuksensa? Huolimatta siitä, että maolla oli vain 7000 hermoyhteyttä, emme koskaan oppineet mitään.

"Pelkästään synaptinen rakenne tarjoaa vain staattisen kartan", Ma sanoo.”On kuitenkin paljon enemmän tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa muistiin ja älykkyyteen. Jäädyttämällä aivot tiettyyn ajankohtaan menettää väliaikaiset tiedot aivoista."

Loppujen lopuksi ei ole selvää, mikä on tallennettava, jotta "sinä" poistuisit pään hermosolujen massiivisesta sekoituksesta. Onko synapsin rakenne riittävä? Pitääkö meidän myös tallentaa muistiin liittyviä proteiineja? Entä ei-hermosolut, glia, jotka ovat mukana muistissa? Vai olisiko tarkoituksenmukaisempaa simuloida synapsien voimakkuutta tietokoneen sisällä olevissa elävissä aivoissa voidakseen "ladata tietoisuuden" kuoleman jälkeen (ja myös ennen sitä)?

Nectomella on suunnitelma siihen: vuoteen 2020 mennessä he suunnittelevat "korkean tason muistibittien" poimimisen varastoiduista hiiren aivoista. Ihmisen aivoissa he eivät ole vielä edes yrittäneet tehdä tätä.

Eettiset vivahteet

Voiko yritys täyttää lupauksensa, on kysymys. Mutta ehkä enemmän huolestuttavaa on se, mitä Nectome aikoo tarjota, itse asiassa, vielä testaamattoman palvelun terminaalisesti sairaille ihmisille.

Kuultuaan lakimiehiä, jotka ovat perehtyneet eutanasiaan, yritys päätti, että sen palvelu olisi melko laillista. Mutta jopa Hayworthin mielestä siihen on suhtauduttava varovaisesti.

Kaikki ASC-menetelmän muutokset on testattava perusteellisesti eläimillä ja laajemman lääketieteellisen yhteisön tarkasteltava ennen kuin sitä ehdotetaan lääketieteelliseksi toimenpiteeksi.

Toistaiseksi jonossa on jo 25 ihmistä, ja tämä määrä kasvaa. Viime kädessä herätyspotentiaali, vaikka se on pieni, on aivan liian houkutteleva.

Etkö edelleenkään muuta mieltäsi? Ajattele ankarasti.

"Emme ole edes alkaneet tulkita tallennettuja synapsia elävien ihmisten muistojen suhteen", sanoi tohtori Ai-Ming Bao, Kiinan Zhejiangin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun varajohtaja.”Tämä on todellinen tieteiskirjallisuus. He lupaavat liikaa."

Ilja Khel