Кріоніка - це гра з малими шансами, але з колосальним джекпотом. Консервуючи свої тіла в рідкому азоті, кріонавтів сподіваються на те, що їх пожвавлять технології далекого майбутнього. Однак якісна консервація з прицілом на майбутнє вимагає застосування досить просунутих технологій сьогодення, про які нам розповіли фахівці компанії «КриоРус».
Журналістська етика вимагає, щоб в статтях на спірну тематику завжди були присутні більше однієї точки зору. Кріоніка - одне з найбільш суперечливих напрямків практичної діяльності, в якому багато навідріз відмовляються визнати науку. Тому, щоб виконати свій професійний обов'язок, почнемо зі скептичною частини.
Можливість пожвавлення замороженого людини за допомогою технологій майбутнього не може бути гарантована на 100%. Жодна поважаюча себе кріофірма не підпишеться під обіцянкою оживити пацієнта через якусь кількість років. І дослідження в області кріоніки, і бізнес по збереженню тел кріопаціентов спираються на віру в те, що найперспективніші технології сьогоднішнього дня отримають гідний розвиток. Йдеться про вирощування органів і створенні їх штучних аналогів, про нанотехнології в медицині, про моделювання свідомості. Така позиція дає досить простору для скепсису, тому знайти критичні зауваження на адресу кріоніки не складе ні найменшого праці.
Перфузія Розчин кріопротектори подається в сонну артерію за допомогою насоса і виходить через яремну вену. Процес перфузії при нейрозбереженням займає близько двох годин. Одночасно тіло пацієнта охолоджується і водиться в гіпотермію. На фото - демонстраційний манекен.
Однак далеко не всі скептики знають, наскільки складно зберегти організм, не пошкодивши його, і які просунуті технології стоять за цим процесом. З цими методами пов'язані цілком відчутні досягнення сьогоднішнього дня, такі як зберігання сперми з можливістю запліднення через 20 років після консервації або заморожування людських ембріонів розміром від кількох десятків до кількох сотень клітин з наступним поверненням до життя.
1. Медичний роликовий насос для перфузії дозволяє точно контролювати швидкість течії розчину. Перевищення допустимого тиску може привести до пошкодження судин.
Одні тільки ці успіхи змушують нас з усією серйозністю поставитися до перспектив кріобіології. Про них нам розповів Данила Медведєв, голова ради директорів компанії «КриоРус».
Процес, а не результат
Для того щоб замислюватися про тимчасове припинення і наступному відновленні життя, необхідно глибоке розуміння смерті. Розуміння того, що вмирання - це не одноразова подія, а розтягнутий у часі процес, що складається з декількох стадій, дало можливість безлічі пацієнтів повернутися до життя після клінічної смерті в результаті реанімаційних процедур.
2. Манометр допомагає фахівцям постійно відстежувати тиск в кровоносній системі. Різкий стрибок тиску вказує на наявність тромбу чи іншого ушкодження, яке можна оперативно усунути.
Власне клінічна смерть характеризується зупинкою серця, припиненням дихання, зникненням зовнішніх ознак життя. При відсутності циркуляції крові кисень перестає надходити до клітин тканин і органів. На жаль, найбільш чутливі до аноксії (відсутності кисню) клітини центральної нервової системи, зокрема кори головного мозку і підкіркових структур.
При діагностуванні клінічної смерті у лікарів, як правило, залишаються лічені хвилини для того, щоб провести реанімаційні заходи. Однак в деяких випадках тривалість клінічної смерті може збільшуватися до декількох десятків хвилин. Один з таких випадків - гіпотермія, зниження температури тіла (як правило, до 20-25 ° С), що сповільнює біологічні процеси. Гіпотермію використовують в хірургії для проведення деяких операцій, що вимагають зупинки серця.
3. За допомогою шприца забираються проби розчину з яремної вени. Коли концентрація проби збігається з концентрацією подається розчину, вважається, що відбулося насичення клітин кріопротектор.
При припинення біоелектричної активності мозку констатується смерть мозку. Реанімаційні заходи припиняються, і людина визнається мертвим, в тому числі і з юридичної точки зору. Що відбувається в клітинах органів, тканин і мозку в цей момент?
Різні тканини виявляють різну ступінь стійкості до аноксії. Серце може протягнути до двох годин після біологічної смерті, нирки і печінку - до чотирьох годин, м'язи і шкіра - до шести, а кістки - до декількох діб. Найменший запас міцності має головний мозок, а й його клітини не вмирають одночасно, все разом.
4. Розчин кріопротектори готується в кількох концентраціях. Спочатку подається найменш концентрований розчин, потім, у міру насичення, - більш концентрований.
Клітка - це біологічний механізм, який постійно витрачає енергію, що виробляється за рахунок окислювальних процесів. З припиненням надходження енергії клітина перестає відновлюватися і реагувати на зовнішні стимули. Поступово порушується проникність плазматичної мембрани, змінюється концентрація іонів, відбувається набухання органел і розрив їх мембран.
Виходить, що протягом деякого часу після біологічної смерті багато клітин мозку залишаються живими, а деякі вмирають, але зберігають велику частину своїх структурних елементів. По суті, вся кріоніка ґрунтується на припущенні про те, що максимально дбайливе збереження фізичної структури мозку дозволить перенести в майбутнє особистість пацієнта.
5. Рефрактометр - це оптичний прилад, що вимірює показник заломлення розчину. За показником заломлення можна судити про концентрацію розчину. За допомогою приладу вимірюється концентрація при приготуванні розчину і при взятті проб з яремної вени.
Цілком логічно думати, що особистість людини визначається його спогадами - точніше, вмістом довгострокової пам'яті. Відомо, що процеси мислення і запам'ятовування визначаються зв'язками між окремими нейронами, часом віддаленими вельми далеко один від одного. У 2009 році Національним інститутом здоров'я США було розпочато проект «Коннектом людини» (за аналогією з геномом), спрямований на картографування нейрональних зв'язків.
Основні теорії пам'яті так чи інакше мають на увазі, що формування даних зв'язків залежить від зміни фізичних структур мозку. Синаптична теорія припускає, що при запам'ятовуванні змінюється провідність синапсу (контакту між двома нейронами). Це пов'язано з активацією додаткових білкових рецепторів, зміною хімічних характеристик синаптичної мембрани і навіть збільшенням діаметра синапсу. Біохімічні теорії стверджують, що носіями довготривалої пам'яті можуть бути білки, пептиди, ДНК або РНК.
Холодний Некрополь 1. Кріодепозітарій під Сергієвому Посаді - не єдине сховище «КриоРус». У двох дьюар міститься 13 кріопаціентов, збережених за технологією full-body (повне тіло), і півтора десятка клієнтів на нейрозбереженням.
Кріоністи не обіцяв зберегти мозок в первозданному вигляді, без найменших ушкоджень. Але медична практика говорить про те, що травматичні ушкодження мозку зовсім не завжди призводять до втрати пам'яті. Крім того, є надія, що в майбутньому наномедицина дозволить відновлювати незначно пошкоджені клітини, повертаючи їх до життя.
осклілими пам'ять
Серед вчених, які експериментують із заморожуванням організмів з метою продовження життя, чимало відомих імен: чого варті лише Антоні ван Левенгук і Роберт Бойль. Однак до першої половини минулого століття ці спроби залишалися безуспішними. На жаль, холод руйнує клітини.
Основна небезпека виникає в момент замерзання позаклітинної води, що призводить до зневоднення клітин. З утворенням льоду зменшується кількість вільної води, тому концентрація розчинених в цій воді речовин підвищується. Утворюється осмотичний тиск, який виводить воду з клітин через мембрану, приводячи в кінцевому підсумку до порушення структури білків.
2. Що висять під стелею прапори представляють частину країн, пацієнти з яких довірили свою долю «КриоРус». Серед них Нідерланди, Італія, Японія, США, Ізраїль, Естонія, Україна.
Також можливе утворення внутрішньоклітинного льоду. У воді, що міститься всередині клітини, розчинені солі, які перешкоджають повному перетворенню води в лід аж до температур, близьких до -40 ° С. Завдяки цьому захисному властивості цитоплазма залишається рідкою навіть в серйозні морози. Однак при наближенні до критичної температури вода все ж кристалізується, руйнуючи клітину.
На початку XX століття швед Ліндфорсс і російський ботанік Максимов провели успішні експерименти по заморожуванню фрагментів живих тканин із застосуванням гліцерину. Були відкриті кріопротектори - речовини, що перешкоджають утворенню льоду і захищають клітину від руйнування при охолодженні. До проникаючим кріопротектор, здатним проходити через клітинну мембрану, відносяться гліцерин, диметилсульфоксид, етиленгліколь і ряд інших речовин. В сучасні склади входять додаткові компоненти, що дозволяють їм проникати крізь гематоенцефалічний бар'єр, що розділяє кровоносну і центральну нервову системи і перешкоджає попаданню токсинів з крові в мозок.
3. Контейнер, заповнений сухим льодом, служить тимчасовим притулком для кріопаціентов перед приміщенням в дьюар.
Кріопротектори заміщають собою внутрішньоклітинну воду, а також пов'язують воду, що залишилася, перешкоджаючи утворенню центрів кристалізації. При температурі нижче -130 ° С відбувається вітрифікація, або Стеклообразование: перехід розчину в аморфний стан. У цьому «склі» застигають просторові структури макромолекул білків, що важливо для збереження пам'яті.
справа техніки
При констатації біологічної смерті важливо якомога швидше охолодити кріопаціента до стану глибокої гіпотермії (кілька градусів вище нуля), щоб уповільнити біохімічні процеси, в тому числі некроз клітин. Одночасно приступають до перфузії - насиченню клітин розчином кріопротектори через кровоносну систему.
4. Вакуумна система судин Дьюара практично герметична. Для підтримки необхідного тиску між стінками насос включається з періодичністю приблизно два рази на місяць.
Розчин в кілька етапів, з поступовим підвищенням концентрації закачується через сонну артерію, заміщаючи кров. Фахівці стежать за тиском розчину: перевищення допустимого рівня призведе до пошкодження судин, а різкий стрибок тиску вкаже на тромб, який можна усунути. Заповнивши судинну мережу, розчин виходить через яремну вену. Концентрація розчину на виході вказує на ступінь завершеності процесу: якщо вона така ж, як і на вході, значить, насичення вже відбулося.
Перфузія голови займає близько двох годин, насичення тіла може зайняти від чотирьох до шести годин. «Більшість пацієнтів вже зараз розуміє, що найбільш перспективна технологія нейрозбереженням, тобто консервація тільки голови, - каже переконаний трансгуманістів Данила Медведєв. - З одного боку, ця процедура протікає набагато швидше і тому дає більше шансів зберегти структуру мозку, пам'ять, особистість. З іншого боку, вже сьогодні рівень розвитку технологій дозволяє судити про те, що медицина майбутнього дозволить створити для пацієнта нове тіло, замість того щоб відновлювати старе і хворе ».
Поняття смерті не раз змінювалося з часом. Згідно з очікуваннями кріоністов, воно зміниться і в майбутньому: остаточної буде вважатися «інформаційна смерть», після якої буде неможливо відновити дані про особливості організму, щоб частково або повністю відтворити його заново. Один з найяскравіших дослідів провели реаніматологи з Університету Піттсбурга в 2005 році. Вони завантажили собак в стан клінічної смерті на три повних години, після чого повернули їх до повноцінного життя. Піддослідним повністю злили кров, замінивши її на охолоджений фізрозчин, насичений киснем і глюкозою. У собак зупинилися серця і зникла електрична активність мозку. За три години вчені повернули тваринам кров, зігріли їх і запустили серця за допомогою дефібрилятора. Деякі собаки загинули, але більшість повернулася до повноцінного життя. Дослідження в даному напрямку привернули пильну увагу, а потім і фінансування DARPA. В майбутньому технологія припинення життєдіяльності допоможе рятувати людей, наприклад критичних пацієнтів, що знаходяться далеко від клініки і потребують тривалої транспортуванні, або солдат на полі бою, вмираючих від втрати крові.
По завершенні перфузії кріопаціент транспортується в сховище в контейнері з сухим льодом і занурюється в рідкий азот для тривалого зберігання при температурі -196 ° С. На сьогоднішній день це самий надійний спосіб консервації, який не потребує постійної уваги і наявності електрики.
Дьюар кріодепозітарія «Кріо-Рус» представляють собою двошарові композитні баки. Простір між зовнішньою і внутрішньою стінкою дьюара (20-30 см) заповнене перлитом (вулканічна гірська порода), з нього відкачано повітря. Вакуум між стінками підтримується насосом, який включається приблизно раз в два тижні. Приблизно раз на місяць в дьюар доливається рідкий азот (близько сантиметра за рівнем). У перспективі планується створити замкнуту систему, що включає машину зі зрідження випаровується азоту і незалежну енергоустановку на сонячних батареях. «Є причини, за якими пацієнтів краще зберігати при температурі -130, а не 196 ° С. Ми вже розробляємо апарат для зберігання в газовому середовищі (як в холодильнику) з системою комп'ютерного управління і дозованої подачі рідкого азоту », - ділиться планами Данила Медведєв.
За океаном Крім російської фірми «КриоРус» в світі існують дві компанії, що володіють власними криохранилище. Це Alcor Life Extention Foundation (США, штат Арізона) і «Інститут кріоніки» (США, штат Мічиган). Найближчим часом очікується відкриття сховищ в Швейцарії та Китаї.
Кількість в якість
На сьогоднішній день в світі існує три кріофірми з власними сховищами: дві в США і одна в Росії. Число кріопаціентов наближається до позначки в 300 осіб, з них в нашій країні збережені 41.
Якщо визнати шанси на «воскресіння» ненульовими, то їх збільшення прямо залежить від поширення ідеї кріоніки, її інтеграції в науковий процес, культурний контекст, правові норми. Наприклад, введення кріонування в клінічну практику дозволить занурювати пацієнта в гіпотермію і приступати до перфузії відразу після настання біологічної смерті, що істотно підвищить шанси на збереження структури мозку. Розвиток законодавчої бази, зокрема введення відповідальності за порушення роботи кріодепозітарія, допоможе пацієнтам дожити до довгоочікуваного прориву в медицині. Нарешті, елементарне просвіта дозволить уникнути ситуацій, коли родичі перешкоджають волі людей, які бажають кріоніроваться.
В даний час компанія «Кріо-Рус» сприяє будівництву кріодепозітарія в Швейцарії, а також бере участь в розробці гігантського сховища в Китаї при самому безпосередньому сприянні держави. Укупі з незгасним інтересом до суміжних науково-практичним областям, таким як трансплантологія, ембріологія, реаніматологія та нанотехнології, це вселяє надію на те, що перші кріопаціенти якщо і не знайдуть вічне життя, то як мінімум послужать науці.
Стаття «Єдиний шанс на безсмертя» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №3, Лютий 2015 ).
Що відбувається в клітинах органів, тканин і мозку в цей момент?