нейрони мозку під час заморозки. Джерело: AI
Якщо ви планували заморозити себе до кращих часів, коли людство нарешті вилікує всі хвороби (або хоча б вигадає нормальні електрокари), у нас є новини: шанси прокинутися не «овочем» трохи зросли. Німецькі дослідники зробили крок у бік реальної кріоконсервації, навчившись заморожувати та розморожувати тканини мозку так, щоб вони не втрачали здатність думати — ну, наскільки це можливо для шматочка мишачого гіпокампа.
Нейрони у скляному стані. Ілюстративне зображення. Фото: Ai
Скляний спокій замість крижаних лез
Головна проблема класичної заморозки — це лід. Коли вода в клітинах перетворюється на кристали, вони діють як мікроскопічні скальпелі, розриваючи ніжні мембрани нейронів. У результаті після розморожування замість функціонального мозку виходить біологічна каша. Щоб обійти цей фізичний бар’єр, вчені використали метод вітрифікації.
Суть у тому, щоб перетворити рідину в тканинах не на лід, а на подобу скла. Для цього зрізи мозку товщиною 350 мікрометрів (приблизно 0.35 мм) обробляли спеціальним криозахисним розчином і миттєво охолоджували в рідкому азоті до -196 °C. Подальше зберігання відбувалося при -150 °C протягом терміну від десяти хвилин до цілого тижня. Як виявилося, для нейронів така «скляна відпустка» пройшла майже непомітно.
Гіпокамп, який нічого не забув
Для експерименту обрали не абищо, а гіпокамп — частину мозку, відповідальну за пам’ять та орієнтацію в просторі. Результати аналізу, опубліковані в Cell Reports Methods, показали, що нейронні та синаптичні мембрани залишилися цілими. Жодних ознак метаболічного шоку чи масової загибелі клітин.
Найцікавіше почалося під час перевірки функціональності. Після повернення до кімнатної температури нейрони демонстрували майже нормальну реакцію на електричні стимули. Більше того, в тканинах збереглася довготривала потенціація — той самий механізм, завдяки якому ми (і миші) здатні вчитися та запам'ятовувати нове. Тобто теоретично такий «законсервований» мозок не втратив би свої «дані» після пробудження.
Міжзоряні мрії та реальність
Попри успіх, науковці радять не поспішати купувати абонемент у кріокамеру. Між успішною розморозкою тонкого зрізу тканини та відновленням цілого органу (а тим паче організму) лежить прірва. Проблема масштабування нікуди не зникла: забезпечити рівномірне та швидке охолодження цілого людського мозку значно складніше, ніж роботу з міліметровими зразками. Проте цей успіх відкриває двері для створення повноцінних банків органів та розробки нових методів захисту мозку при важких травмах.
Дослідження, підтримане фахівцями з Max Planck Society, доводить, що збереження складних властивостей нервової тканини після глибокої заморозки — це не наукова фантастика, а питання правильних хімічних реагентів та швидкості охолодження.
Поки одні вчені вчаться заморожувати біологічні тканини, інші йдуть зворотним шляхом і намагаються інтегрувати їх у цифрову інфраструктуру. Наприклад, стартап Cortical Labs будує біологічні дата-центри, де замість кремнієвих чипів використовуються живі нейрони.