«Εάν η λειτουργία του εγκεφάλου είναι μια αναδυόμενη ιδιότητα της φυσικής του δομής, πώς μπορούμε να την ανακτήσουμε από την πλήρη διακοπή λειτουργίας;»
Η έννοια του «κρυούπνου» — η παραμονή παρατεταμένων χρονικών περιόδων σε αιωρούμενη κίνηση σε κατάσταση βαθιάς κατάψυξης — αποτελεί βασικό στοιχείο στον κόσμο της επιστημονικής φαντασίας. Ενώ η ιδέα του να κοιμάσαι ειρηνικά καλύπτοντας τεράστιες αποστάσεις στο διάστημα με ένα διαστημόπλοιο παραμένει ένα μακρινό όνειρο, οι ερευνητές πλησιάζουν όλο και περισσότερο στο να την κάνουν πραγματικότητα. Όπως περιγράφεται λεπτομερώς σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences νωρίτερα αυτόν τον μήνα, μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Erlangen-Nuremberg στη Γερμανία κατάφερε να επαναφέρει τη δραστηριότητα στους εγκεφάλους ποντικών αφού διατήρησε προσεκτικά τον ιστό σε μια γυάλινη κατάσταση, μια μέθοδο που ονομάζεται υαλοποίηση, πριν τον αποψύξει αργά. «Εάν η λειτουργία του εγκεφάλου είναι μια αναδυόμενη ιδιότητα της φυσικής του δομής, πώς μπορούμε να την ανακτήσουμε από την πλήρη διακοπή λειτουργίας;» δήλωσε στο Nature ο επικεφαλής συγγραφέας και νευρολόγος του Πανεπιστημίου Έρλανγκεν-Νυρεμβέργης, Αλεξάντερ Γερμανός . Αντί να αιωρούνται ολόκληρα ανθρώπινα σώματα, όπως η Έλεν Ρίπλεϊ της Σιγκούρνι Γουίβερ στην ταινία τρόμου επιστημονικής φαντασίας «Alien», ο Γερμανός και οι συνάδελφοί του υποστηρίζουν ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να θέσουν τις βάσεις για την προστασία του εγκεφάλου μετά από σοβαρό τραυματισμό, τη διατήρηση οργάνων δοτών ή ακόμη και την ανάρτηση ολόκληρων σωμάτων θηλαστικών μέσω κρυοσυντήρησης. Η διαδικασία της κατάψυξης είναι εξαιρετικά επιβλαβής για τους οργανικούς ιστούς, καθώς οι κρύσταλλοι πάγου μπορούν να διαρρήξουν τα κυτταρικά τοιχώματα. Και αυτή είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου που αντιμετώπισαν οι ερευνητές. «Πέρα από τον πάγο, πρέπει να λάβουμε υπόψη αρκετές παραμέτρους, όπως το οσμωτικό στρες και την τοξικότητα που οφείλονται στα κρυοπροστατευτικά», δήλωσε ο Γερμανός στο Nature . Για να αποφευχθεί ο σχηματισμός κρυστάλλων πάγου, η ομάδα επικεντρώθηκε στην υαλοποίηση για τις προσπάθειές της να αποκαταστήσει τη δραστηριότητα σε κατεψυγμένους εγκεφάλους ποντικών, η οποία παγιδεύει μόρια σε κατάσταση που μοιάζει με γυαλί ψύχοντας υγρά σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες. «Θέλαμε να δούμε αν η λειτουργία θα μπορούσε να επανεκκινηθεί μετά την πλήρη παύση της μοριακής κινητικότητας στην υαλοειδή κατάσταση», εξήγησε ο Γερμανός. Η ομάδα ξεκίνησε τη μελέτη της με μικρές, υαλοποιημένες φέτες εγκεφάλου ποντικού πάχους 350 μικρομέτρων. Αυτές βυθίστηκαν σε διάλυμα χημικών κρυοσυντήρησης και στη συνέχεια ψύχθηκαν στους -320 βαθμούς Φαρενάιτ χρησιμοποιώντας υγρό άζωτο. Αφού πέρασαν από δέκα λεπτά έως επτά ημέρες σε καταψύκτη, η ομάδα απόψυξε τις φέτες. Τις εξέτασαν χρησιμοποιώντας μικροσκοπία και ανακάλυψαν ότι οι νευρωνικές και συναπτικές μεμβράνες είχαν παραμείνει άθικτες παρά τη δοκιμασία. «Αξιοσημείωτο είναι ότι η μακροπρόθεσμη δυναμικοποίηση του ιππόκαμπου (LTP) διατηρήθηκε καλά, υποδεικνύοντας ότι ο κυτταρικός μηχανισμός της μάθησης και της μνήμης παραμένει λειτουργικός», αναφέρει η μελέτη, αναφερόμενη στην επίμονη ενίσχυση των συνάψεων μεταξύ των νευρώνων, η οποία θεωρείται ευρέως η κυτταρική βάση για τη μάθηση και τη μνήμη. Οι νευρώνες ανταποκρίθηκαν επίσης σε ηλεκτρικά ερεθίσματα που παρέκκλιναν, αλλά παρέμειναν σε μεγάλο βαθμό φυσιολογικοί. «Αυτά τα ευρήματα επεκτείνουν τα γνωστά βιοφυσικά όρια για την εγκεφαλική υποθερμική διακοπή λειτουργίας, καταδεικνύοντας την ανάκαμψη μετά από πλήρη παύση της μοριακής κινητικότητας στην υαλοειδή κατάσταση και έτσι συμβάλλουν στην επίτευξη του στόχου της δομικής και λειτουργικής διατήρησης του νευρικού ιστού», κατέληξαν οι ερευνητές. Η ομάδα είναι τώρα ενθουσιασμένη που θα δοκιμάσει την τεχνική σε ανθρώπινους ιστούς καθώς και σε ολόκληρα όργανα για μακροπρόθεσμη διατήρηση. «Έχουμε ήδη προκαταρκτικά δεδομένα που δείχνουν βιωσιμότητα στον ανθρώπινο φλοιώδη ιστό», δήλωσε ο Γερμανός στο Nature . Αλλά προτού μπορέσουμε να αρχίσουμε να αναστέλλουμε κάθε βιολογική δραστηριότητα ώστε να παραμείνει σε στασιμότητα, ενώ περιμένουμε την αφύπνισή μας σε ένα εξωγήινο πλανητικό σύστημα, απομένει πολλή δουλειά. Καταρχάς, ο Γερμανός παραδέχτηκε ότι θα χρειαστούμε «καλύτερες λύσεις υαλοποίησης και τεχνολογίες ψύξης και αναθέρμανσης» προτού η μέθοδος εφαρμοστεί σε «μεγάλα ανθρώπινα όργανα» – πόσο μάλλον σε ολόκληρα θηλαστικά
