Cryonics Questions and Choices
La crioconservazione inizia con una domanda difficile: cosa deve rimanere intatto affinché una persona possa essere recuperata in seguito? La risposta non è un battito cardiaco. È la struttura fisica del cervello, inclusi i pattern che potrebbero contenere memoria, carattere e identità.
La vitrificazione è il metodo utilizzato per proteggere quella struttura dal ghiaccio. Invece di permettere all’acqua nel cervello di formare cristalli di ghiaccio, gli specialisti sostituiscono gran parte di quell’acqua con un liquido protettivo. A temperature molto basse, il tessuto diventa solido come il vetro.
Questo non riporta in vita nessuno. Nessun paziente umano crioconservato è stato riattivato. La vitrificazione è un modo per ridurre i danni durante la conservazione, nella speranza che una tecnologia futura possa riparare ciò che non può essere riparato oggi.
Perché il ghiaccio crea problemi
I tessuti umani contengono molta acqua. Quando l’acqua gela, forma cristalli. Questi cristalli possono perforare le pareti cellulari, deformare i vasi sanguigni e strappare strutture fini all’interno delle cellule. Nel cervello, la preoccupazione è particolarmente seria. I neuroni dipendono da piccole connessioni e forme delicate.
Un cervello congelato può quindi subire lesioni prima di raggiungere lo stoccaggio a lungo termine. Il danno è fisico. Non deriva da una misteriosa perdita della forza vitale. Deriva dall’acqua che cambia in ghiaccio all’interno di una struttura organizzata.
La crioconservazione si è concentrata a lungo sulla riduzione di questo danno. Un approccio più vecchio era chiamato congelamento diretto. Utilizzava pochi o nessun crioprotettore, ovvero una sostanza chimica aggiunta per limitare i danni del gelo. Il metodo era semplice in teoria, ma la formazione di ghiaccio creava un pesante onere di riparazione.
La vitrificazione segue un percorso diverso. L’obiettivo è impedire la formazione di ghiaccio del tutto.
La parola significa “trasformarsi in vetro”. Questo non significa che il cervello diventi un oggetto trasparente. Significa che i suoi contenuti ricchi d’acqua diventano uno stato solido senza normali cristalli di ghiaccio. Il tessuto è comunque danneggiato da altri stress, ma la principale fonte di lesione meccanica potrebbe essere ridotta.
Come funziona il processo
Prima del raffreddamento, una soluzione di vitrificazione viene introdotta attraverso i vasi sanguigni. Questa soluzione contiene crioprotettori. Sostituiscono parte dell’acqua e rendono più difficile la formazione di ghiaccio.
La soluzione deve raggiungere il cervello il più uniformemente possibile. Questo è uno dei motivi per cui gli eventi dopo la morte legale sono importanti. Ritardi, scarsa circolazione, gonfiore e vasi bloccati possono rendere più difficile la perfusione. Se parti del cervello ricevono troppo poca soluzione, quelle aree possono gelare durante il raffreddamento.
Il tessuto viene poi raffreddato al di sotto della temperatura di transizione vetrosa della soluzione. A quel punto, l’attività chimica scende quasi a zero. Lo stoccaggio a lungo termine avviene in azoto liquido a circa (-196^\circ\text{C}).
Questo stato non è un sonno ordinario. È un arresto metabolico completo. Il tessuto conservato non continua ad invecchiare nel modo usuale. Né guarisce, pensa o recupera da sé.
Il beneficio proposto è la stabilità. Se la fine disposizione del cervello può essere mantenuta al suo posto, un sistema di riparazione futuro potrebbe essere in grado di lavorare a partire da quel pattern preservato.
Quella speranza dipende da un grande assunto. I pattern che supportano memoria e personalità devono sopravvivere in una forma che possa essere compresa e ripristinata. Una struttura cerebrale preservata non garantisce la sopravvivenza personale. Fornisce solo una possibile base fisica per un recupero futuro.
La parte che le persone spesso fraintendono
Molte persone sentono “vitrificazione” e immaginano che il raffreddamento debba avvenire quasi istantaneamente. L’acqua pura avrebbe bisogno di un tasso di raffreddamento estremamente rapido, vicino a un milione di gradi Celsius al minuto, per evitare il ghiaccio solo grazie alla velocità.
Questa non è l’idea principale nella vitrificazione degli organi. Alti livelli di crioprotettori cambiano il problema. Le sostanze chimiche rendono possibile raffreddare il tessuto più lentamente senza formare la stessa quantità di ghiaccio.
Questo crea un altro problema: tossicità. Una soluzione abbastanza forte da prevenire il ghiaccio può danneggiare le cellule. La criobiologia affronta quindi un equilibrio tra due pericoli. Troppa poca protezione permette il ghiaccio. Troppa protezione può avvelenare il tessuto.
La ricerca sulla vitrificazione degli organi ha esplorato modi per ridurre questo danno. Un approccio combina diversi crioprotettori, invece di affidarsi a un singolo agente a un livello molto alto. Un altro utilizza sostanze che non entrano nelle cellule. Queste possono aiutare a limitare l’esposizione a concentrazioni tossiche.
I ricercatori hanno anche studiato i bloccanti del ghiaccio. Questi sono composti sintetici progettati per interferire con la crescita del ghiaccio. Se funzionano bene, potrebbero permettere quantità inferiori di crioprotettori tossici.
Una misura nota come (q_v^*) è stata utilizzata in questa linea di lavoro. In termini semplici, aiuta a stimare quanto tossica possa diventare una miscela di crioprotettori. L’obiettivo è progettare soluzioni comprendendone gli effetti, piuttosto che testando ogni miscela alla cieca.
Il problema non finisce con il raffreddamento. Il riscaldamento conta altrettanto. Un tessuto simile al vetro può creparsi se si riscalda in modo disomogeneo. Il ghiaccio può anche apparire durante il riscaldamento, quando piccole strutture di ghiaccio crescono fino a diventare più grandi. Un metodo di successo deve controllare entrambe le parti del processo.
Un notevole traguardo per gli organi è arrivato nel 2005. I ricercatori hanno vitrificato un rene di coniglio a circa (-135^\circ\text{C}), lo hanno riscaldato e trapiantato con buona funzionalità. Questo ha dimostrato che un organo complesso poteva sopravvivere a un processo di conservazione impegnativo.
Non ha dimostrato che un cervello umano potesse essere ripristinato. Un rene ha una struttura difficile, ma il cervello ha una rete di connessioni molto più densa e uno standard di successo diverso. La funzione renale può essere misurata attraverso il flusso sanguigno, la filtrazione e la sopravvivenza. Il recupero personale richiederebbe il ripristino di memoria, coscienza e identità.
Perché la struttura neurale conta
La crioconservazione si basa su una visione fisica della persona. Pensieri e memorie dipendono dall’organizzazione del cervello. Se quell’organizzazione è distrutta oltre la ricostruzione, la persona non può essere recuperata da alcun metodo futuro.
Questa idea sposta la domanda lontano dal momento in cui il cuore si ferma. La morte diventa un processo con diverse fasi. Morte legale, perdita di circolazione, perdita di funzione cerebrale e decadimento strutturale successivo non sono eventi identici.
La medicina ha già dimostrato che questi confini possono spostarsi. La rianimazione cardiopolmonare può ripristinare la circolazione dopo che il cuore si è fermato. Le macchine cuore-polmone possono assumere il controllo della circolazione e della respirazione durante la chirurgia. Nell’arresto ipotermico controllato, le persone sono state raffreddate a circa (+18^\circ\text{C}), senza attività elettrica cerebrale rilevabile, e in seguito recuperate senza danni neurologici previsti.
Questi casi non provano la crioconservazione. Mostrano che la vita e la coscienza dipendono da condizioni fisiche che possono cambiare. Mostrano anche che la “morte” non è un unico interruttore biologico.
La crioconservazione estende questa linea di pensiero a temperature molto più basse. La sua affermazione è più stretta rispetto a una promessa di riattivazione. Dice che se l’importante struttura del cervello viene preservata, la medicina futura potrebbe essere in grado di diagnosticare e riparare il danno.
La distanza tra “potrebbe” e “può” è enorme. Nessuna tecnologia attuale può ripristinare un cervello umano vitrificato. La riparazione futura potrebbe richiedere strumenti in grado di operare a scale molecolari, o metodi che gli scienziati non hanno ancora sviluppato.
Quell’incertezza fa parte del quadro onesto. La vitrificazione offre una ragione per la speranza perché può ridurre i danni da ghiaccio. Non stabilisce se i danni rimanenti possano essere riparati, o se il pattern preservato sia sufficiente per ripristinare una persona.
Per me, questo rende la vitrificazione un esempio insolitamente chiaro di speranza cauta. Non promette che una vita aspetti in sicurezza sotto l’azoto liquido. Preserva una possibilità, se la struttura che trasporta una vita rimane disponibile alla comprensione futura.
The Longer Horizon pone una domanda chiara: quando la conservazione non può promettere un futuro, che tipo di speranza è ancora onesta?
Article by Lea Varga ·