Cryonics Questions and Choices
Kriogenika začína ťažkou otázkou: čo musí zostať neporušené, aby bolo človeka možné neskôr obnoviť? Odpoveď nie je srdcový tep. Je to fyzická štruktúra mozgu vrátane vzorcov, ktoré môžu obsahovať pamäť, charakter a identitu.
Vitrifikácia je metóda používaná na ochranu tejto štruktúry pred ľadom. Namiesto toho, aby sa voda v mozgu premieňala na kryštály ľadu, špecialisti nahradzujú väčšinu tejto vody ochrannou tekutinou. Pri veľmi nízkych teplotách sa tkanivo stane pevným, podobne ako sklo.
Toto nikoho nevracia k životu. Žiadny pacient v kriogenike nebol oživený. Vitrifikácia je spôsob, ako znížiť poškodenie počas konzervácie, v nádeji, že budúca technológia dokáže opraviť to, čo sa dnes nedá opraviť.
Prečo ľad spôsobuje problémy
Ľudské tkanivo obsahuje veľa vody. Keď voda zamrzne, tvoria sa kryštály. Tieto kryštály môžu prepichnúť bunkové steny, deformovať krvné cievy a narvať jemné štruktúry vnútri buniek. V mozgu je obava zvlášť vážna. Neuróny závisia od malých spojení a jemných tvarov.
Zamrznutý mozog môže preto utrpieť zranenie ešte predtým, než dosiahne dlhodobé skladovanie. Poškodenie je fyzické. Nevzniká zo záhadnej straty životnej sily. Vzniká zo zmeny vody na ľad vnútri usporiadanej štruktúry.
Kriogenika sa už dlho sústredí na znižovanie tohto zranenia. Jednou staršou prístupovou metódou bolo priame zmrazovanie. Používalo málo alebo žiadnu kryoprotekciu, teda chemickú látku pridanú na obmedzenie poškodenia zmrazovaním. Metóda bola v teórii jednoduchá, ale tvorba ľadu vytvorila veľkú záťaž pre opravu.
Vitrifikácia si zvolí inú cestu. Cieľom je úplne zastaviť tvorbu ľadu.
Slovo znamená „premeniť sa na sklo“. To neznamená, že sa mozog stane priehľadným objektom. Znamená to, že jeho obsah bohatý na vodu prechádza do pevného stavu bez bežných kryštálov ľadu. Tkanivo je stále poškodzované inými stresormi, ale najväčší zdroj mechanického zranenia môže byť znížený.
Ako proces funguje
Pred chladením sa cez krvné cievy zavádza roztok na vitrifikáciu. Tento roztok obsahuje kryoprotektanty. Nahradzujú časť vody a sťažujú tvorbu ľadu.
Roztok sa musí dostať do mozgu čo najrovnomernejšie. To je jeden z dôvodov, prečo sú dôležité udalosti po právnej smrti. Omeškania, zlá cirkulácia, opuchy a upchaté cievy môžu sťažiť perfúziu. Ak dostanú časti mozgu príliš málo roztoku, tieto oblasti môžu počas chladenia zamrznúť.
Tkanivo sa potom ochladzuje pod teplotu skelného prechodu roztoku. V tom bode klesá chemická aktivita takmer na nulu. Dlhodobé skladovanie prebieha v kvapalnom dusíku pri približne (-196^\circ\text{C}).
Tento stav nie je bežný spánok. Je to úplná metabolická arrest. Konzervované tkanivo sa ďalej nestarnie bežným spôsobom. Tiež sa nehojí, nemyslí ani sa samo neobnovuje.
Navrhovaný benefit je stabilita. Ak sa jemné usporiadanie mozgu dokáže udržať na mieste, budúcim systémom opráv by mohlo stačiť pracovať s týmto zachovaným vzorcom.
Táto nádej závisí od veľkého predpokladu. Vzorce, ktoré podporujú pamäť a osobnosť, musia prežiť v forme, ktorú je možné pochopiť a obnoviť. Zachovaná štruktúra mozgu nezaručuje osobné prežitie. Poskytuje len možný fyzický základ pre budúcu obnovu.
Časť, ktorej ľudia často nerozumejú
Mnohí ľudia počujú slovo „vitrifikácia“ a predstavujú si, že chladenie musí nastať takmer okamžite. Čistá voda by potrebovala extrémne rýchlu rýchlosť chladenia, blízku jednému miliónu stupňov Celzia za minútu, aby sa vyhla ľadu iba rýchlosťou.
To nie je hlavná myšlienka vo vitrifikácii orgánov. Vysoké hladiny kryoprotektantov menia problém. Chemikálije umožňujú chladenie tkaniva pomalším tempom bez tvorby rovnakého množstva ľadu.
To vytvára ďalší problém: toxicitu. Roztok dostatočne silný na zabránenie ľadu môže poškodiť bunky. Kryobiológia sa preto stretáva s rovnováhou medzi dvoma nebezpečenstvami. Príliš málo ochrany umožňuje vznik ľadu. Príliš veľa ochrany môže otráviť tkanivo.
Výskum vitrifikácie orgánov preskúmal spôsoby, ako znížiť toto poškodenie. Jeden prístup kombinuje niekoľko kryoprotektantov namiesto spoliehania sa na jednu látku v veľmi vysokej koncentrácii. Iný používa látky, ktoré nevstupujú do buniek. Tieto môžu pomôcť obmedziť expozíciu toxickým koncentráciám.
Výskumníci tiež študovali blokátory ľadu. Sú to syntetické zlúčeniny navrhnuté na rušenie rastu ľadu. Ak dobre fungujú, môžu umožniť nižšie množstvo toxických kryoprotektantov.
V tomto type práce sa používa miera známa ako (q_v^*). Jednoducho povedané, pomáha odhadnúť, ako toxická môže byť zmes kryoprotektantov. Cieľom je navrhovať roztoky pomocou porozumenia ich účinkom, nie slepým testovaním každej zmesi.
Problém sa neskončí chladením. Dôležitá je aj ohrev. Sklovité tkanivo sa môže popraskať, ak sa ohrieva nerovnomerne. Ľad sa môže objaviť aj počas ohrevu, keď malé štruktúry ľadu rastú do väčších. Úspešná metóda musí kontrolovať obe časti procesu.
Významným míľnikom v oblasti orgánov bol rok 2005. Výskumníci vitrifikovali králičiu obličku približne na (-135^\circ\text{C}), následne ju ohriali a transplantovali s dobrou funkciou. Toto ukázalo, že komplexný orgán môže prežiť náročný proces konzervácie.
Neukázalo to, že ľudský mozog by sa dal obnoviť. Oblička má zložitú štruktúru, ale mozog má oveľa hustšiu sieť spojení a odlišný štandard úspechu. Funkciu obličky je možné merať prostredníctvom prietoku krvi, filtrácie a prežívania. Osobná obnova by si vyžadovala obnovenie pamäte, vedomia a identity.
Prečo je dôležitá neurálna štruktúra
Kriogenika sa zakladá na fyzickom pohľade na človeka. Myšlienky a spomienky závisia na organizácii mozgu. Ak je táto organizácia zničená nad rámec rekonštrukcie, človeka nie je možné obnoviť žiadnou budúcou metódou.
Táto myšlenka posúva otázku preč od momentu, keď prestane biť srdce. Smrť sa stáva procesom s viacerými fázami. Právna smrť, strata cirkulácie, strata funkcie mozgu a neskoršia štrukturálna dekompozícia nie sú totožné udalosti.
Medicína už ukázala, že tieto hranice sa môžu posúvať. Kardiopulmonálna resuscitácia môže obnoviť cirkuláciu po zastavení srdca. Stroje srdce-pľúca môžu prevziať kontrolu nad cirkuláciou a dýchaním počas operácie. Pri kontrolovanej hypotermickej arreste boli ľudia ochladení na približne (+18^\circ\text{C}), bez detegovateľnej elektrickej aktivity mozgu, a neskôr sa zotavili bez očakávaného neurologického poškodenia.
Tieto prípady nedokazujú kriogeniku. Ukazujú, že život a vedomie závisia od fyzických podmienok, ktoré sa môžu meniť. Tiež ukazujú, že „smrť“ nie je jediný biologický prepínač.
Kriogenika rozširuje túto líniu myslenia oveľa nižšie teploty. Jej tvrdenie je užšie než sľub oživenia. Hovorí, že ak je dôležitá štruktúra mozgu zachovaná, budúca medicína by mohla byť schopná diagnostikovať a opraviť poškodenie.
Rozdiel medzi „mohlo by“ a „dokáže“ je obrovský. Žiadna súčasná technológia nedokáže obnoviť vitrifikovaný ľudský mozog. Budúca oprava môže vyžadovať nástroje schopné pracovať na molekulárnej úrovni alebo metódy, ktoré vedci ešte nevyvinuli.
Táto neistota je súčasťou úprimného obrazu. Vitrifikácia ponúka dôvod pre nádej, pretože môže znížiť poškodenie ľadom. Nevyrieši však, či sa dá opraviť zvyškové poškodenie, alebo či bude zachovaný vzorec dostatočný na obnovu osoby.
Pre mňa to robí z vitrifikácie mimoriadne jasný príklad opatrnej nádeje. Nesľubuje, že život bezpečne čaká pod kvapalným dusíkom. Zachováva možnosť, pokiaľ zostane štruktúra, ktorá nesie život, dostupná pre budúce chápanie.
The Longer Horizon kladie jednu jasnú otázku: keď konzervácia nemôže sľúbiť budúcnosť, aký druh nádeje je stále úprimný?
Article by Lea Varga ·