作者 | Dorothy
來源 | 醫學界
死亡，是不可逆的嗎？科幻電影中，身體已經死亡而大腦還能思考的劇情，真的能實現嗎？
圖1 電影《源代碼》中，肉體已經死亡的主角，意識還在幫助軍方破案
最新一期的Nature封面文章令人們對死亡的看法天翻地覆：科學家成功恢復了已經死亡的豬大腦的部分功能[1]。
既往人們根深蒂固地認為，大腦的血供一旦停止，神經元也將迅速發生缺血壞死，其功能不可恢復；即使血供停止只有數秒或數分鐘，腦的結構功能也會受到不可逆的損害[1]。
然而，從上世紀開始，就一直有人試圖挑戰這個觀念。有科學家曾在動物心臟停跳后立刻將大腦降溫、將血液或實驗用液體泵入腦供血血管，還能讓大腦存活一段時間[2]。還有研究曾顯示離體一段時間后的腦細胞仍有某些功能，比如分泌蛋白[3]。但是，此前還沒有人試過讓已經“死”了好幾個小時的大腦“復生”。
而如今，Nature上的這項研究顛覆了人們的認識。
這項研究由由耶魯大學科學家們進行。他們選取了屠宰場宰殺的豬的腦子為實驗對象。這些豬頭顱已和身體離斷，豬肉用作加工食品，原本這些大腦將被丟棄，但是在科學家手里，它們得到了“重生”——
是真的，重生。
在實驗用豬死亡4小時后，科學家將一些大腦連接上了一種特殊裝置——BrainEX。
BrainEx是耶魯大學研究者設計制造的、專門用于研究離體大腦的體外灌注系統。灌注系統通過雙側頸動脈連接大腦的循環系統，傳感器將持續灌注轉化為脈沖式的灌注。
圖4. BrainEx 與大腦的連接圖
實驗大腦一共分為四組。在取得大腦的4小時后，實驗組注入特殊的灌注液BEx，對照組注入對照液，兩組灌注均持續6小時，一共試驗10小時；一組不連接灌注系統，僅放置10小時；以上三組在試驗結束后進行處理觀察，還有一組在取得后沖洗1小時就進行處理觀察，作為離體時間最短的正常對照。研究者觀察了腦和神經元的的結構、代謝活性、以及細胞的功能。
實驗結果顯示，BrainEx能夠很好地恢復腦血液循環系統中的血流，甚至連毛細血管都能得到良好灌注，血管對擴血管藥物也有反應。
與對照組相比，BEx灌注實驗組神經元形態和密度得以保持（圖5）。
圖5. 神經元染色。可見BEx灌注組的神經元形態和1小時組類似。從上至下分別是：1小時組，放置10小時組，對照液灌注組，BEx灌注組。
神經膠質細胞也保存完好。且注射炎性刺激物后，膠質細胞釋放炎癥介質的能力與正常對照無異（圖6）。
圖6. 星形膠質細胞的免疫熒光染色，可見BEx灌注組的膠質細胞形態和1h組類似。從左至右分別是：1小時組，放置10小時組，對照液灌注組，BEx灌注組。
另外，研究者還發現神經元內的線粒體、外包裹的髓鞘結構均完好；突觸結構保存完好，神經元產生動作電位的能力完好；腦細胞對灌注液中的氧和葡萄糖利用能力、釋放二氧化碳的能力與正常對照相比無下降。
這些結果連研究者們自己也始料未及。“我們的研究顯示了細胞的死亡是循序漸進的，有些過程可以被推遲，阻止甚至逆轉。”論文的通訊作者Sestan說。“我們從未想到我們能夠獲得這樣的結果——細胞功能能保存到這個程度。我們真的很震驚。”
一直以來，很少有方法能研究完整大腦的功能，這套系統提供了一個可能的手段；卒中、腦損傷等疾病的治療也有可能從中獲益。但研究者也指出，若要將BrainEx系統應用于人體，還有很長一段路要走。灌注液中的成分有可能引發過敏反應，而倫理學方面的問題更是不容忽視[5]——重啟大腦生物學功能，是否也能重啟大腦的意識，甚至思維、情緒、人格？
這次研究團隊尚未觀察到遍及整個大腦的同步電活動——同步電活動才意味著大腦高級功能的重建，甚至是意識的恢復。研究者認為，“重啟”大腦電活動可能需要一次外來的電刺激，或者讓細胞在保存液中灌注時間更長，來恢復已受損的細胞功能。
然而，在已經死亡的生物上重新激起意識，換句話說，有意識而沒有身體的存在，這是前所未有的。
研究者對這個問題也有提前認識。團隊的另一名科學家Latham說，他們對此有充分準備——如果觀察到了同步電活動，將使用麻醉藥和低溫抑制這種電活動。在面對這個問題的倫理標準和監管機制出現之前，“重啟意識”不應繼續下去[5]。
離體大腦的意識將會是什么樣？密歇根大學教授Mashou認為，“一個沒有其他器官、沒有外周刺激的大腦，產生出來的意識會是什么樣？這個問題難以想象。”
另外，這項實驗結果也可能會給腦死亡判斷、器官移植等領域帶來一番震動。
Case Western Reserve大學的倫理學家Youngner和Hyun說，這項發現可能會加劇關于腦死亡的討論和爭議，加劇器官移植的兩難境地：如果腦死亡可以逆轉，那么我們還能將腦死亡患者的器官移植給他人嗎[6]？
在歐洲，急診科醫生會給因心臟驟停而死亡的病人泵入氧合后的血液，以此來保存他們的器官用于移植。如果死亡的大腦能夠用BrainEx這類系統保存，那么器官捐獻、移植的標準可能要重新考量[4]。
參考文獻：
[1]Vrselja, Z. et al. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1099-1 (2019).
[2]Jeffrey L. Saver. Time Is Brain—Quantified. Stroke. 2006;37:263–266
[3]White RJ, Albin MS, Verdura J at al. Isolation of the monkey brain: in vitro preperation and maintenance. Science. 1963, 13;141(3585):1060-1.
[4]Verwer RW, Hermens WT, et al. Cells in human postmortem brain tissue slices remain alive for several weeks in culture. FASEB J. 2002 Jan;16(1):54-60.
[5]https://www.nature.com/articles/d41586-019-01216-4#ref-CR2
[6]https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190417132805.htm
[7]https://www.statnews.com/2019/04/17/pig-brain-cellular-function-restored-after-death/。
