En un experimento radical que hace que algunos expertos cuestionen lo que significa estar "vivo", los científicos han restaurado la circulación cerebral y cierta actividad celular en el cerebro de los cerdos horas después de que los animales murieron en un matadero.
Los resultados, aunque realizados en cerdos y no en humanos, desafían la visión de larga data de que, después de la muerte, las células cerebrales sufren daños repentinos e irreversibles.
En cambio, los hallazgos, publicados hoy (17 de abril) en la revista Nature, muestran que el cerebro de un gran mamífero "retiene una capacidad previamente subestimada para la restauración" de la circulación y ciertas actividades celulares horas después de la muerte, dijo el autor principal del estudio, Nenad Sestan, Profesor de neurociencia, medicina comparada, genética y psiquiatría en la Escuela de Medicina de Yale en New Haven.
"La principal implicación de este hallazgo es que ... la muerte celular en el cerebro ocurre a través de una ventana de tiempo más larga de lo que pensábamos anteriormente", dijo Sestan durante una conferencia de prensa ayer. En lugar de ocurrir en el transcurso de unos segundos o minutos después de la muerte, "estamos demostrando que ... un proceso gradual y gradual", y que en algunos casos, los procesos de muerte celular pueden posponerse o incluso revertirse, dijo Sestan.
Aún así, los investigadores enfatizaron que no observaron ningún tipo de actividad en el cerebro de los cerdos que sería necesaria para la función cerebral normal o cosas como la conciencia o la conciencia. "Este no es un cerebro vivo", dijo Sestan. "Pero es un cerebro celularmente activo".
El trabajo podría proporcionar a los científicos nuevas formas de estudiar el cerebro, permitiéndoles examinar funciones en todo el cerebro intacto de una manera que no había sido posible antes. Esto a su vez podría ayudar a los científicos a comprender mejor las enfermedades cerebrales o los efectos de la lesión cerebral, dijeron los investigadores.
Aunque el estudio actual se realizó en cerdos y no en humanos, los cerebros de cerdo son más grandes y más parecidos a los humanos en comparación con los cerebros de roedores.
"BrainEx"
En el estudio, los investigadores desarrollaron un sistema novedoso para estudiar cerebros intactos, post mortem, denominado BrainEx. Es una red de bombas que canalizan una solución sintética, un sustituto de la sangre, hacia las arterias del cerebro a una temperatura corporal normal.
Usando BrainEx, los investigadores estudiaron 32 cerebros de cerdo postmortem que se obtuvieron de una instalación de procesamiento de carne de cerdo (que de otro modo se habrían descartado). Los cerebros se colocaron en el sistema BrainEx 4 horas después de la muerte de los cerdos, y se les permitió "perfundir" con el sustituto de sangre sintética durante 6 horas.
Durante este tiempo, el sistema BrainEx no solo preservó la estructura de las células cerebrales y redujo la muerte celular, sino que también restauró cierta actividad celular. Por ejemplo, algunas células eran metabólicamente activas, lo que significa que usaban glucosa y oxígeno y producían dióxido de carbono. Otras células reaccionaron con una respuesta inflamatoria cuando se estimularon con ciertas moléculas.
En contraste, los cerebros de "control" que no fueron tratados con BrainEx se descompusieron rápidamente.
"Podemos ver diferencias dramáticas entre los cerebros que estamos tratando con nuestra tecnología" y controlar los cerebros, dijo Sestan.
Preocupaciones éticas
El Dr. Neel Singhal, profesor asistente de neurología en la Universidad de California, San Francisco, que no participó en el estudio, dijo que el trabajo era "estimulante", debido a algunos de los problemas éticos planteados. Por ejemplo, aunque los científicos están muy lejos de poder restaurar la función cerebral en personas con lesiones cerebrales graves, si es posible restablecer la actividad cerebral, "entonces tendríamos que cambiar nuestra definición de muerte cerebral", dijo Singhal a Live Science .
Los investigadores no vieron ningún signo de conciencia, ni fue un objetivo de la investigación. De hecho, la solución de sangre sintética incluía varios químicos que bloquean la actividad neuronal, el tipo de actividad que sería necesaria para la conciencia.
Además, si hubiera aparecido algún tipo de actividad eléctrica organizada, del tipo necesario para la conciencia, los investigadores estaban preparados para tomar medidas para detener esa actividad mediante el uso de anestesia y la disminución de la temperatura cerebral, dijo el coautor del estudio Stephen Latham, director de Yale. Centro Interdisciplinario de Bioética. En otras palabras, terminar el experimento si esto sucediera.
En un comentario publicado junto con el estudio, Nita Farahany, profesora de filosofía de la ley en la Universidad de Duke, y sus colegas pidieron más pautas sobre los problemas éticos planteados por el estudio, que según ellos "cuestiona los supuestos de larga data sobre lo que hace que un animal - o humano - vivo ".
Tales problemas incluyen cómo detectar la conciencia para empezar y durante cuánto tiempo se debe permitir que sistemas como BrainEx funcionen.
Trabajo futuro
Debido a que el estudio duró solo 6 horas, se necesita más investigación para saber si BrainEx puede preservar el cerebro por más tiempo que este tiempo.
Además, quedan muchas preguntas sobre cuán similar es este modelo al entorno cerebral. El sistema no usa sangre real y el cerebro no está bañado en líquido, ya que está dentro del cráneo, dijo Singhal.
Pero si el sistema se puede utilizar en futuras investigaciones cerebrales, esto "podría conducir a una forma completamente nueva de estudiar el cerebro postmortem", Andrea Beckel-Mitchener, líder del equipo de la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud, que cofinanciaron investigación, dijo en un comunicado. "La nueva tecnología abre oportunidades para examinar conexiones y funciones complejas de células y circuitos que se pierden cuando las muestras se preservan de otras maneras", dijo Beckel-Mitchener. El trabajo también podría estimular la investigación sobre formas de promover la recuperación del cerebro después de la pérdida del flujo sanguíneo al cerebro, como durante un ataque cardíaco.
Aún así, el estudio no estuvo cerca de poder revivir un cerebro, cerdo o humano, después de la muerte. "Básicamente, cuando el cerebro pierde circulación, es como si un edificio muy complejo se hubiera derrumbado en un millón de piezas", dijo Singhal. El nuevo trabajo sugiere que este método "puede restaurar algunos de los cimientos", pero todavía hay que construir la catedral del cerebro sobre esos cimientos, dijo.
