Cryonics Questions and Choices
Kryonika zaczyna się od trudnego pytania: co musi pozostać nienaruszone, aby osoba mogła zostać później odzyskana? Odpowiedzią nie jest bicie serca. To fizyczna struktura mózgu, w tym wzorce, które mogą zawierać pamięć, charakter i tożsamość.
Witrifikacja to metoda służąca do ochrony tej struktury przed lodem. Zamiast pozwalać wodzie w mózgu tworzyć kryształy lodu, specjaliści zastępują znaczną jej część ochronnym płynem. W bardzo niskich temperaturach tkanka staje się twarda jak szkło.
Nie oznacza to jednak wskrzeszenia nikogo do życia. Żaden pacjent kryoniczny nie został jeszcze ożywiony. Witrifikacja jest sposobem na zmniejszenie uszkodzeń podczas konserwacji, w nadziei, że przyszła technologia naprawi to, czego nie da się dziś naprawić.
Dlaczego lód sprawia problemy
Tkanka ludzka zawiera dużo wody. Gdy woda zamarza, tworzy kryształy. Te kryształy mogą przebijać ściany komórek, zniekształcać naczynia krwionośne i niszczyć drobne struktury wewnątrz komórek. W przypadku mózgu obawy są szczególnie poważne. Neurony zależą od małych połączeń i delikatnych kształtów.
Zamrożony mózg może więc ulec uszkodzeniu jeszcze przed długoterminowym przechowywaniem. Uszkodzenia mają charakter fizyczny. Nie wynikają z tajemniczej utraty siły życiowej. Pochodzą z wody zamieniającej się w lód wewnątrz uporządkowanej struktury.
Kryonika od dawna koncentruje się na redukcji tych uszkodzeń. Jedną ze starszych metod było proste zamrażanie (straight freezing). Stosowano mało lub wcale środków krioochronnych, czyli chemikaliów dodawanych w celu ograniczenia uszkodzeń spowodowanych mrozem. Metoda była prosta w teorii, ale tworzenie się lodu stanowiło ogromne wyzwanie dla przyszłych napraw.
Witrifikacja podąża inną drogą. Celem jest całkowite zapobieganie powstawaniu lodu.
Słowo to oznacza „zamianę w szkło”. Nie oznacza to, że mózg staje się przezroczystym obiektem. Oznacza to, że jego treści bogate w wodę przechodzą w stan stały bez zwykłych kryształów lodu. Tkanka nadal ulega uszkodzeniom przez inne stresy, ale największe źródło mechanicznych uszkodzeń może zostać zredukowane.
Jak przebiega proces
Przed schładzaniem do naczyń krwionośnych wprowadza się roztwór witryfikacyjny. Ten roztwór zawiera środki krioochronne. Zastępują one część wody i utrudniają powstawanie lodu.
Roztwór musi dotrzeć do mózgu tak równomiernie, jak to możliwe. To jeden z powodów, dla których wydarzenia po prawnym zgonie mają znaczenie. Opóźnienia, słaba krążenie, obrzęki i zablokowane naczynia mogą utrudnić perfuzję. Jeśli części mózgu otrzymają zbyt mało roztworu, obszary te mogą zamarznąć podczas chłodzenia.
Następnie tkankę schładza się poniżej temperatury przejścia szklanego roztworu. W tym momencie aktywność chemiczna spada do niemal zera. Długoterminowe przechowywanie odbywa się w ciekłym azocie w temperaturze około (-196^\circ\text{C}).
Stan ten nie jest zwykłym snem. Jest to całkowity zatrzymanie metabolizmu. Zachowana tkanka nie starzeje się dalej w zwykły sposób. Nie goi się również, nie myśli ani nie regeneruje sama w sobie.
Proponowaną korzyścią jest stabilność. Jeśli precyzyjne ułożenie mózgu zostanie utrzymane, przyszły system naprawczy mógłby pracować na podstawie tego zachowanego wzorca.
Ta nadzieja zależy od dużego założenia. Wzorce wspierające pamięć i osobowość muszą przetrwać w formie, którą można zrozumieć i przywrócić. Zachowana struktura mózgu nie gwarantuje osobistego przetrwania. Zapewnia jedynie możliwą fizyczną podstawę do przyszłego odzyskania.
Część, której ludzie często nie rozumieją
Wielu ludzi słysząc „witrifikację”, wyobraża sobie, że chłodzenie musi nastąpić niemal natychmiast. Czysta woda wymagałaby ekstremalnie szybkiego tempa chłodzenia, bliskiego miliona stopni Celsjusza na minutę, aby uniknąć lodu dzięki samej szybkości.
To nie jest główna idea witrifikacji organów. Wysokie stężenia środków krioochronnych zmieniają problem. Chemikalia pozwalają na wolniejsze schładzanie tkanek bez tworzenia takiej samej ilości lodu.
Stwarza to inny problem: toksyczność. Roztwór wystarczająco silny, by zapobiec lodowi, może zaszkodzić komórkom. Kryobiologia stoi więc przed wyborem między dwoma zagrożeniami. Za mało ochrony pozwala na powstanie lodu. Zbyt wiele ochrony może zatruć tkankę.
Badania nad witrifikacją organów eksplorują sposoby redukcji tego szkody. Jedno podejście łączy kilka środków krioochronnych, zamiast polegać na jednym składniku w bardzo wysokim stężeniu. Inne wykorzystuje substancje, które nie wnikają do komórek. Mogą one pomóc w ograniczeniu ekspozycji na toksyczne stężenia.
Badacze studiowali również blokery lodu. Są to syntetyczne związki zaprojektowane tak, by zakłócać wzrost kryształów lodu. Jeśli zadziałają dobrze, mogą pozwolić na zastosowanie mniejszych ilości toksycznych środków krioochronnych.
W tej linii badań używa się miary znanej jako (q_v^*). W uproszczeniu pomaga ona oszacować, jak toksyczny może stać się mieszanina środków krioochronnych. Celem jest projektowanie roztworów poprzez zrozumienie ich skutków, a nie poprzez ślepe testowanie każdej mieszanki.
Problem nie kończy się na chłodzeniu. Ważne jest też ponowne ogrzewanie. Tkanka przypominająca szkło może pęknąć, jeśli ogrzewana jest nierównomiernie. Lód może również pojawić się podczas ogrzewania, gdy drobne struktury lodu przerastają w większe. Skuteczna metoda musi kontrolować obie części procesu.
Wybitnym osiągnięciem w przypadku organów był rok 2005. Badacze witryfikowali nerkę кроlika do około (-135^\circ\text{C}), ogrzali ją i przeszczepili z dobrym wynikiem funkcjonalnym. Pokazało to, że złożony organ może przetrwać wymagający proces konserwacji.
Nie pokazało to jednak, że ludzki mózg może zostać przywrócony. Nerka ma trudną strukturę, ale mózg posiada znacznie gęstsze sieci połączeń i inny standard sukcesu. Funkcję nerki można mierzyć poprzez przepływ krwi, filtrację i przeżywalność. Osobiste odzyskanie wymagałoby przywrócenia pamięci, świadomości i tożsamości.
Dlaczego struktura neuronów ma znaczenie
Kryonika opiera się na fizycznym pojmowaniu osoby. Myśli i pamięć zależą od organizacji mózgu. Jeśli ta organizacja zostanie zniszczona w sposób uniemożliwiający rekonstrukcję, osoba nie może zostać odzyskana żadną przyszłą metodą.
Pomysł ten przesunął pytanie z momentu zatrzymania pracy serca. Śmierć staje się procesem składającym się z kilku etapów. Prawna śmierć, utrata krążenia, utrata funkcji mózgu i późniejszy rozkład strukturalny to nieidentyczne zdarzenia.
Medycyna już wykazała, że te granice mogą się przesuwać. Resuscytacja kardiopulmonarna może przywrócić krążenie po zatrzymaniu serca. Aparaty serce-płuco mogą przejąć kontrolę nad krążeniem i oddychaniem podczas operacji. W kontrolowanym hipotermicznym zatrzymaniu metabolicznym ludzie byli ochładzani do około (+18^\circ\text{C}), bez wykrywalnej aktywności elektrycznej mózgu, i później odzyskiwani bez oczekiwanych uszkodzeń neurologicznych.
Te przypadki nie dowodzą kryoniki. Pokazują, że życie i świadomość zależą od warunków fizycznych, które mogą się zmieniać. Pokazują również, że „śmierć” nie jest jednym biologicznym przełącznikiem.
Kryonika poszerza tę myśl o wiele niższe temperatury. Jej twierdzenie jest węższe niż obietnica wskrzeszenia. Mówi, że jeśli ważna struktura mózgu zostanie zachowana, przyszła medycyna może być w stanie zdiagnozować i naprawić uszkodzenia.
Różnica między „może” a „potrafi” jest ogromna. Ż obecna technologia nie może przywrócić witryfikowanego ludzkiego mózgu. Przyszłe naprawy mogą wymagać narzędzi zdolnych do działania na poziomie molekularnym lub metod, których naukowcy jeszcze nie opracowali.
Ta niepewność jest częścią uczciwego obrazu. Witrifikacja daje powód do nadziei, ponieważ może zmniejszyć uszkodzenia spowodowane lodem. Nie rozstrzyga jednak, czy pozostałe uszkodzenia da się naprawić, czy zachowany wzorzec wystarczy do przywrócenia osoby.
Dla mnie czyni to witrifikację niezwykle jasnym przykładem ostrożnej nadziei. Nie obiecuje, że życie bezpiecznie czeka pod ciekłym azotem. Zachowuje możliwość, jeśli struktura niosąca życie pozostaje dostępna dla przyszłego zrozumienia.
The Longer Horizon zadaje jedno wyraźne pytanie: kiedy konserwacja nie może obiecać przyszłości, jaki rodzaj nadziei jest wciąż uczciwy?
Article by Lea Varga ·