فناوریذهن و مغزسلامتساینس فیکشنزنده کردن مردگان یخ زده
مرگ نوجوانی که بطور غم انگیزی به دلیل سرطان درگذشت اخیراً به یکی از خبرهای داغ برای انجماد سرمازیستی پس از مرگ میان بخش کوچک و البته روبه رشدی از افراد تبدیل شده است. این افراد امیدوارند پیشرفت علم روزی بتواند آنان را به حیات بازگرداند و شرایط مرگبار آنان را درمان نماید. اما آیا احتمال دارد چنین روزی فرابرسد؟
طبیعت به ما نشان داده است که محافظت انجمادی (نگهداري بلند مدت در سرما) در حیواناتی مانند خزندگان، دوزیستان، کرم ها و حشرات امکانپذیر است. در کرم های نماتود که برای تشخیص بوهای خاص آموزش دیده اند بازیابی این حافظه را پس از منجمدشدن مشاهده می شود. قورباغه درختی (Rana sylvatica) در طول زمستان در قطعه ای از یخ منجمد می شود و در بهار سال بعد به حرکت در می آید. با این حال، در بافت انسانی هر گونه فرایند انجماد -ذوب آسیب قابل توجهی را بدنبال دارد. شناسایی و به حداقل رساندن این صدمات یکی از اهداف سرمازیست شناسی است.
در سطح سلولی، این آسیب ها بخوبی شناسایی نشده اند، اما قابل کنترل می باشند. نوآوری های این حوزه بر دو جنبه اصلی متمرکز است: بهبود حفاظت در طول انجماد و پیشرفت در احیای پس از ذوب. در طول انجماد، با مداخله دقیق در دما و با اتکا بر انواع مختلف مواد محافظ در برابر انجماد می توان از بروز آسیب اجتناب نمود. یکی از اهداف اصلی، جلوگیری از تشکیل یخ است که می تواند سلول ها و بافت ها را در نتیجه جابجایی و پارگی از میان ببرد. به همین دلیل، انتقال آرام به "مرحله شیشه ای" (انجماد) از طریق خنک سازی سریع، به جای "انجماد" مدنظر قرار می گیرد .
در این خصوص، مواد ساده ای مانند قند و نشاسته برای تغییر ویسکوزیته و محافظت از غشای سلولی بکار گرفته می شود. مواد شیمیایی همچون دی متیل سولفوکسید ( (DMSO، اتیلن گلیکول، گلیسرول و پروپان دیول برای جلوگیری از تشکیل یخ در درون سلول مورد استفاده قرار می گیرند و پروتئین های ضدانجماد مانع از رشد بلورهای یخ و تبلور مجدد در طول ذوب می شوند.
اما نگرانی ها صرفاً در خصوص سلول های مختلف مطرح نیست. در حالت انجماد، بافت ها اساساً به لحاظ بیولوژیکی پایدار هستند. واکنش های بیوشیمیایی از جمله تخریب در دماهای فوق العاده پایین به حدی کند و آرام می شود که بطور موثر متوقف می شوند. در عین حال، این خطر وجود دارد که ساختارهای منجمدشده با اختلالات فیزیکی مانند ترک های مویی مواجه شود . در این صورت، در فرایند ذوب، نوسانات دمایی مشکلات متعددی را بدنبال دارد. بافت ها و سلول در این وضعیت آسیب می بینند. اما این وضعیت بواسطه بازآرایی (برنامه ریزی مجدد) اپی ژنتیک بر دانش "فراژنتیک" ما نیز تاثیرگذار است – مطالعه اینکه چگونه عوامل زیست محیطی و انتخاب شیوه زندگی ژن های ما را تحت تاثیر قرار می دهد. با این حال، آنتی اکسیدان ها و مواد دیگری می توانند در بهبود بازیابی پس از ذوب و جلوگیری از آسیب سودمند باشند.
احیای کل بدن با چالش های خاص خود همراه است؛ چراکه اندام ها نیازمند عملکردی متجانس و هماهنگ می باشند. چالش های بازگرداندن جریان خون به اندام ها و بافت پیشتر در طب اورژانس بخوبی شناخته شده است. اما این نکته دلگرم کننده وجود دارد که خنک سازی به تنهایی فاقد تاثیرات منفی است – این روند عملاً می تواند تروما را کاهش دهد. در واقع، بنظر می رسد قربانیان غرق شده که دوباره زنده می شوند توسط آب سرد محافظت می شوند – این امر تحقیقات طولانی در بکارگیری روش های دمای پایین در عمل جراحی را بدنبال داشته است.
تحولات نوآوری های علمی در سرمازیست شناسی دارای ابعاد پزشکی و اقتصادی است. پیشرفت های بسیاری در حفظ و نگهداری سلول ها از حوزه ناباروری و بخش نوظهور طب بازساختی بدست می آید. سلول های منجمدشده و بافت های ساده (تخم، اسپرم، مغز استخوان، سلول های بنیادی، قرنیه، پوست) در حال حاضر به طور منظم ذوب و پیوند می شوند.
پژوهش ها در خصوص محافظت انجمادی در قسمت های "ساده" بدن مانند انگشتان دست و پاها آغاز شده است. انجماد و ذوب و پیوند دوباره موفقیت آمیز برخی اندام های پیچیده (کلیه، کبد، روده ها) صورت گرفته است. در شرایطی که پیوند اعضای بدن انسان در حال حاضر بر خنک سازی و نه انجماد اندام ها متکی است، این امر پیشرفت تحولات در محافظت انجمادی کل اندام ها برای اهداف درمانی را تقویت می سازد.
دانشمند رابرت اتینگر، در کنار کرایو استات قدیمی در انستیتو کرایونیک. با مرگ اتینگر، جسد وی منجمد و در اینجا نگهداری شد.
بزرگترین موانع
محافظت انجمادی مغز، موضوع قابل توجهی به شمار می رود. انجام آزمایشات با مغز منجمد شده حیوانات از دهه هفتاد به بعد گزارش نشده است. در حالی که عواملی مانند تامین مناسب خون و تحمل بالا در برابر اعوجاج مکانیکی منجر به تسهیل انجماد مغز می شود، چالش های فنی و علمی خاص وجود دارد؛ به ویژه در شرایطی که هدف، حفظ عملکرد نظارتی و حافظه است. بدون تحولات بزرگ در چنین تحقیقاتی، کاربردهای درمانی حفاظت انجمادی کل بدن به احتمال بسیار عقب می ماند.
لیکن، مانع بزرگ دیگری برای سرمازیستی وجود دارد: نه تنها ترمیم آسیب ناشی از فرآیند انجماد، بلکه بازیابی آسیب های منجر به مرگ حائز اهمیت است - و بدین ترتیب فرد حیات آگاهانه خود را از سر می گیرد. از نقطه نظر فنی، از چنین پیچیدگی های اضافی می توان اجتناب کرد. برای مثال، فردی که از زوال عقل رنج می برد پیشتر در زمان مرگ حافظه خود را از دست داده است و بنابراین در صورت احیا پس از انجماد سرمازیستی، این وضعیت ادامه پیدا نخواهد کرد. در این خصوص، بیماران مبتلا به اختلالات نورودژنراتیو (تخریب کننده عصب) که دیگر تمایلی به زندگی با شرایط حاضر ندارند، به امید بازیابی حافظه خود در آینده دور، شاید به دنبال انجماد پیش از مرگ باشند. این امر به وضوح مسائل قانونی و اخلاقی را بدنبال دارد.
بنابراین آیا روزی امکان محافظت انجمادی مغز انسانی وجود خواهد داشت به نحوی که بتوان سالم و کامل آن را احیا کرد؟ همانطور که بیان شد، موفقیت این امر به کیفیت محافظت انجمادی و همچنین کیفیت فنآوری های احیا بستگی دارد. با توجه به اینکه مورد نخست همچنان ناکامل و ابتدایی است و این وضعیت با فنآوری های کنونی ادامه خواهد داشت، نیاز به مورد دوم افزایش می یابد.
شرایط حاضر این پیشنهاد را به دنبال داشته است که حفظ و نگهداری موثر باید الزاماً بر فناوری های نانو بسیار پیشرفته متکی باشد – حوزه ای که زمانی افسانه علمی درنظر گرفته می شد. هدف آن است که ماشین های مولکولی مصنوعی و بسیار کوچک بتواند روزی هر نوع آسیب ناشی از سرمازیستی در سلول ها و بافت ها را با سرعت بسیار بالا از میان بردارد، و احیا را امکان پذیر نماید. با توجه به پیشرفت های سریع این حوزه، موکول ساختن تمام این هدف علمی به سرمازیستی امری شتابزده و بدون تفکر است.
الکساندرا استولزینگ، مدرس ارشد پزشکی ترمیمی، دانشگاه لافبورو.
 در حیواناتی مانند خزندگان، دوزیستان، کرم ها و حشرات امکانپذیر است. در کرم های نماتود که برای تشخیص بوهای خاص آموزش دیده اند بازیابی این حافظه را پس از منجمدشدن مشاهده می شود. ){kind=small}
Twitter
Google
Yahoo
Delicious
بالاترین
دنباله
فناوریذهن و مغزسلامتساینس فیکشنزنده کردن مردگان یخ زده
نسخه‌ی چاپی
ارسال اين مطلب به دوستان