Cryonics Questions and Choices
Cryonics begint met een moeilijke vraag: wat moet intact blijven zodat iemand later gerecupereerd kan worden? Het antwoord is geen hartslag. Het is de fysieke structuur van de hersenen, inclusief de patronen die geheugen, karakter en identiteit kunnen bevatten.
Vitrificatie is de methode die wordt gebruikt om die structuur te beschermen tegen ijs. In plaats van toe te laten dat het water in de hersenen kristallen vormt, vervangen specialisten een groot deel van dat water door een beschermende vloeistof. Bij zeer lage temperaturen wordt het weefsel vast, als glas.
Dit brengt niemand terug tot leven. Geen enkele cryonics-patiënt is ooit weer tot leven gebracht. Vitrificatie is een manier om schade tijdens de conservering te beperken, in de hoop dat een toekomstige technologie het kan herstellen wat nu niet hersteld kan worden.
Waarom ijs problemen veroorzaakt
Menselijk weefsel bevat veel water. Wanneer water bevriest, vormt het kristallen. Deze kristallen kunnen celwanden doorboren, bloedvaten vervormen en fijne structuren binnen cellen scheuren. In de hersenen is de zorg hierover vooral ernstig. Neuronen zijn afhankelijk van kleine verbindingen en delicate vormen.
Een bevroren brein kan daarom schade oplopen voordat het naar langdurige opslag gaat. De schade is fysiek. Het komt niet door een mysterieus verlies van levenskracht. Het komt doordat water verandert in ijs binnen een georganiseerde structuur.
Cryonics heeft zich lange tijd gericht op het verminderen van deze schade. Een oudere aanpak heette ‘straight freezing’ (rechtstreeks invriezen). Deze gebruikte weinig of geen cryoprotectiva, oftewel chemicaliën die toegevoegd worden om bevriezingsschade te beperken. De methode was in theorie eenvoudig, maar ijsvorming creëerde een zware last voor herstel.
Vitrificatie kiest een ander pad. Het doel is om ijsvorming helemaal te stoppen.
Het woord betekent “veranderen in glas”. Dit betekent niet dat de hersenen een helder object worden. Het betekent dat hun waterrijke inhoud een vaste staat bereikt zonder gewone ijskristallen. Het weefsel wordt nog steeds beschadigd door andere spanningen, maar de grootste bron van mechanische verwonding kan mogelijk verminderd worden.
Hoe het proces werkt
Voordat afkoeling begint, wordt een vitrificatielostinge via de bloedvaten ingebracht. Deze oplossing bevat cryoprotectiva. Zij nemen de plaats in van enig water en maken ijsvorming moeilijker.
De oplossing moet zo gelijkmatig mogelijk de hersenen bereiken. Dit is één reden waarom de gebeurtenissen na wettelijke dood belangrijk zijn. Vertragingen, slechte circulatie, zwelling en geblokkeerde bloedvaten kunnen perfusie bemoeilijken. Als delen van de hersenen te weinig oplossing ontvangen, kunnen die gebieden bevriezen tijdens het koelen.
Het weefsel wordt vervolgens afgekoeld onder de glasovergangstemperatuur van de oplossing. Op dat punt daalt de chemische activiteit tot bijna niets. Langdurige opslag vindt plaats in vloeibaar stikstof bij ongeveer (-196^\circ\text{C}).
Deze toestand is geen gewone slaap. Het is een complete metabole stilstand. Het geconserveerde weefsel veroudert niet op de gebruikelijke manier. Het geneest ook niet, denkt niet of herstelt zichzelf niet.
Het voorgestelde voordeel is stabiliteit. Als de fijne rangschikking van de hersenen op haar plaats gehouden kan worden, zou een toekomstig reparatiesysteem misschien in staat kunnen zijn te werken vanuit dat bewaarde patroon.
Die hoop hangt af van een grote aanname. De patronen die geheugen en persoonlijkheid ondersteunen, moeten overleven in een vorm die begrepen en hersteld kan worden. Een bewaarde hersenstructuur garandeert niet dat de persoon zal overleven. Het biedt alleen een mogelijke fysieke basis voor toekomstig herstel.
Het onderdeel dat mensen vaak verkeerd begrijpen
Veel mensen horen “vitrificatie” en stellen zich voor dat afkoeling bijna direct moet gebeuren. Zuiver water zou een extreem snelle koelsnelheid nodig hebben, dicht bij één miljoen graden Celsius per minuut, om ijs alleen door snelheid te vermijden.
Dat is niet het hoofdidee bij orgaanvitrificatie. Hoge niveaus van cryoprotectiva veranderen het probleem. De chemicaliën maken het mogelijk om weefsel langzamer af te koelen zonder dezelfde hoeveelheid ijs te vormen.
Dit creëert een ander probleem: toxiciteit. Een oplossing sterk genoeg om ijs te voorkomen, kan cellen schaden. Cryobiologie staat daarom voor een balans tussen twee gevaren. Te weinig bescherming laat ijs toe. Te veel bescherming kan het weefsel vergiftigen.
Onderzoek naar orgaanvitrificatie heeft manieren onderzocht om deze schade te verminderen. Eén aanpak combineert verschillende cryoprotectiva, in plaats van te vertrouwen op één middel op een zeer hoog niveau. Een andere gebruikt stoffen die de cellen niet binnenkomen. Deze kunnen helpen om blootstelling aan giftige concentraties te beperken.
Onderzoekers hebben ook ijsblokkers bestudeerd. Dit zijn synthetische verbindingen die ontworpen zijn om de ijsgroei te interfereren. Als ze goed werken, kunnen ze lagere hoeveelheden giftige cryoprotectiva mogelijk maken.
Een maatstaf bekend als (q_v^*) is gebruikt in deze lijn van werk. In simpele termen helpt het inschatten hoe giftig een cryoprotectivamengsel kan worden. Het doel is om oplossingen te ontwerpen door hun effecten te begrijpen, in plaats van blind elke mengsel te testen.
Het probleem eindigt niet met het koelen. Opwarmen is eveneens belangrijk. Een glas-achtig weefsel kan barsten als het ongelijkmatig opwarmt. Ijs kan ook verschijnen tijdens het opwarmen, wanneer kleine ijsstructuren groeien tot grotere. Een succesvolle methode moet beide delen van het proces controleren.
Een opmerkelijke mijlpaal voor organen kwam in 2005. Onderzoekers vitrificeerden een konijnennier tot ongeveer (-135^\circ\text{C}), warmden hem op en transplanteerden hem met goede functie. Dit toonde aan dat een complex orgaan een veeleisend conserveringsproces kon overleven.
Het toonde niet aan dat een menselijk brein hersteld kon worden. Een nier heeft een moeilijke structuur, maar de hersenen hebben een veel dichter web van verbindingen en een andere standaard van succes. Nierfunctie kan gemeten worden via bloedstroom, filtratie en overleving. Persoonlijk herstel zou het herstellen van geheugen, bewustzijn en identiteit vereisen.
Waarom neurale structuur belangrijk is
Cryonics rust op een fysiek beeld van de persoon. Denken en geheugens zijn afhankelijk van de organisatie van de hersenen. Als die organisatie vernietigd wordt beyond reconstructie, kan de persoon niet gerecupereerd worden door welke toekomstige methode dan ook.
Dit idee verschuift de vraag weg van het moment waarop het hart stopt. Dood wordt een proces met verschillende fasen. Wettelijke dood, verlies van circulatie, verlies van hersenfunctie en latere structurele verval zijn geen identieke gebeurtenissen.
De geneeskunde heeft al getoond dat deze grenzen verschoven kunnen worden. Cardiopulmonale reanimatie kan circulatie herstellen nadat het hart gestopt is. Hart-longmachines kunnen de controle over circulatie en ademhaling overnemen tijdens operaties. Bij gecontroleerde hypothermische stilstand zijn mensen afgekoeld tot ongeveer (+18^\circ\text{C}), zonder detecteerbare hersenelektrische activiteit, en later hersteld zonder verwachte neurologische schade.
Deze gevallen bewijzen cryonics niet. Ze tonen aan dat leven en bewustzijn afhankelijk zijn van fysieke condities die kunnen veranderen. Ze tonen ook aan dat “dood” geen enkele biologische schakelaar is.
Cryonics zet deze gedachtegang voort naar veel lagere temperaturen. Zijn claim is smaller dan een belofte van wederopstanding. Het zegt dat als de belangrijke structuur van de hersenen bewaard blijft, toekomstige geneeskunde de schade misschien kan diagnosticeren en herstellen.
De afstand tussen “misschien” en “kan” is enorm. Geen enkel huidige technologie kan een vitrificeerd menselijk brein herstellen. Toekomstig herstel kan hulpmiddelen vereisen die op moleculaire schaal werken, of methoden die wetenschappers nog niet ontwikkeld hebben.
Die onzekerheid is deel van het eerlijke beeld. Vitrificatie biedt een reden voor hoop omdat het ijsbeschadiging kan verminderen. Het beslist niet of de resterende schade hersteld kan worden, of dat het bewaarde patroon genoeg zal zijn om een persoon te herstellen.
Voor mij maakt dit vitrificatie tot een ongebruikelijk duidelijk voorbeeld van voorzichtige hoop. Het belooft niet dat een leven veilig wacht onder vloeibare stikstof. Het behoudt een mogelijkheid, als de structuur die een leven draagt beschikbaar blijft voor toekomstig begrip.
The Longer Horizon stelt één duidelijke vraag: wanneer conservering geen toekomst kan beloven, welk soort hoop is dan nog eerlijk?
Article by Lea Varga ·