大數(shù)據(jù)文摘出品

作者：周素云

復(fù)聯(lián)4還沒來得及看?那些“彈指間灰飛煙滅”的英雄們還未復(fù)活，我們先來看下科學(xué)界的重磅，“復(fù)活”的死亡大腦。

4月17日， Nature發(fā)表一篇重磅封面論文，科學(xué)家們成功將屠宰4個(gè)小時(shí)后的豬腦“復(fù)活”。他們構(gòu)建了一個(gè)BrainEX的系統(tǒng)，通過向腦細(xì)胞輸送營養(yǎng)和氧氣來模擬血液流動(dòng)，最終讓死亡的豬腦恢復(fù)了腦循環(huán)和部分腦細(xì)胞功能。

雖然“起死”的豬腦并沒有“回生”，只是恢復(fù)了部分血液循環(huán)功能和一些腦部神經(jīng)活動(dòng)，并沒有恢復(fù)意識。但這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為研究者認(rèn)識大腦乃至治療阿爾茨海默病、中風(fēng)等腦部相關(guān)疾病帶來了新希望，同時(shí)也可能帶來對腦死亡界定等方面的新問題，引發(fā)了科學(xué)界的持續(xù)熱議。

腦死亡還是生命的終結(jié)么?

讓我們先來回顧一下，到底實(shí)驗(yàn)是怎么“復(fù)活”豬腦的呢?

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人類和其他哺乳動(dòng)物的大腦極易受到血流中斷和氧氣水平降低的影響，即使缺血、缺氧幾分鐘，也會(huì)給大腦造成不可逆的傷害。在世界上的很多國家中，可以認(rèn)為當(dāng)大腦停止活動(dòng)即腦死亡時(shí)，便可確認(rèn)人已經(jīng)“合法死亡”。

自20世紀(jì)到現(xiàn)在， 科學(xué)家們一直在挑戰(zhàn)，試圖讓大腦在心臟停止跳動(dòng)繼續(xù)工作。甚至有研究表明，從人類死亡大腦中取出的腦細(xì)胞仍然可以繼續(xù)活動(dòng)。這一次， 來自耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的專家們給我們帶來了驚喜。

他們使用了美國農(nóng)業(yè)部屠宰場的約300頭豬頭。這些豬腦來自農(nóng)場，并不是專門為試驗(yàn)室做試驗(yàn)的動(dòng)物。

在對該技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化(被殺死的4小時(shí)后，從豬頭骨中取出豬腦)，該團(tuán)隊(duì)將32個(gè)豬腦成功連接到Brain Ex系統(tǒng)，并進(jìn)行了長達(dá)6小時(shí)的實(shí)驗(yàn)。

研究人員模仿脈沖，有節(jié)奏地用特制液體在豬腦中循環(huán)。該液體中包含合成血液，它可以攜帶氧氣和藥物放緩和逆轉(zhuǎn)腦細(xì)胞死亡。

試驗(yàn)顯示，它減少了腦細(xì)胞的死亡，并在一定程度上恢復(fù)了血液循環(huán)功能以及一些腦部神經(jīng)活動(dòng)，例如細(xì)胞產(chǎn)生能量和清楚廢物的能力。

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來源：Nature

此外，實(shí)驗(yàn)還顯示大腦對藥物有正常反應(yīng)，而且所消耗的氧氣就像正常大腦一樣。

科研人員擔(dān)心豬腦會(huì)有恢復(fù)意識的可能，因而使用了藥物來減少其腦部活動(dòng)。***，在腦電圖中并沒有顯示帶有意識或感知的大腦活動(dòng)跡象。

這一***的試驗(yàn)改變了大腦死亡的概念。因?yàn)橹?，許多人認(rèn)為一旦大腦缺氧，就會(huì)很快死去，而且不可逆轉(zhuǎn)。

耶魯大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授內(nèi)納德·塞斯坦表示，這一試驗(yàn)向人展示了細(xì)胞死亡是一個(gè)漸進(jìn)和逐步的過程。而且，有些過程是可能被推遲甚至是可以逆轉(zhuǎn)的。

“在人類歷史的大部分時(shí)間里，死亡非常簡單?，F(xiàn)在，我們不得不質(zhì)疑什么是不可逆轉(zhuǎn)的。”

對“復(fù)活”豬腦實(shí)驗(yàn)的疑問和熱議

在這篇論文發(fā)出后，引起了動(dòng)物研究、人類研究學(xué)者專家的廣泛討論，以及生與死之間界定的倫理爭論。

研究團(tuán)隊(duì)聲稱BrainEx并沒有違背任何研究的道德準(zhǔn)則，該項(xiàng)研究是在耶魯大學(xué)動(dòng)物保護(hù)與使用委員會(huì)(IACUC)的監(jiān)督下完成，該委員會(huì)的存在是為了確保動(dòng)物的使用符合美國法律對聯(lián)邦資助研究的要求。這些豬作為牲畜飼養(yǎng)，并在研究開始前被殺死，因此不屬于動(dòng)物福利法范圍內(nèi)。

在美國，1966年的“動(dòng)物福利法”是唯一規(guī)定如何在研究中對待動(dòng)物的聯(lián)邦法律，適用于活物或死亡動(dòng)物。

如果該實(shí)驗(yàn)在美國境外進(jìn)行的話，也是符合規(guī)定的。

歐盟為用于科學(xué)目的動(dòng)物制定的保護(hù)指令中，主要旨在預(yù)防(或最小化)活體動(dòng)物所經(jīng)歷的任何痛苦和疼痛感。它也特別排除了為農(nóng)業(yè)而飼養(yǎng)的動(dòng)物

如果在中國，該項(xiàng)目也是符合科學(xué)技術(shù)部和省科學(xué)技術(shù)局所制定的法規(guī)，即中國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物保護(hù)國家標(biāo)準(zhǔn)。保護(hù)法也排除了為食物而飼養(yǎng)的動(dòng)物，主要關(guān)注的是消除或減少活體動(dòng)物的潛在痛苦和疼痛感。

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來源：Fabrizio Bensch /路透社

但又因?yàn)槌霈F(xiàn)了死亡大腦“復(fù)活”的實(shí)驗(yàn)，一部分動(dòng)物研究者認(rèn)為，需要為這類實(shí)驗(yàn)重新制定規(guī)則。因?yàn)楹苡锌赡鼙谎芯康膭?dòng)物處于一個(gè)灰色地點(diǎn)， 既不是活著的，也沒有完全死亡。對于未來的實(shí)驗(yàn)，研究人員至少需要解決以下5個(gè)問題。

• 如何監(jiān)測意識和感知跡象?腦電圖無法得到可靠的表面有意識的大腦，此次實(shí)驗(yàn)中， 研究人員為了避免恢復(fù)豬腦的意識可能性，使用了少量麻醉劑。
• 哪些動(dòng)物適合作為BrainEX的研究模型?需要哪些研究和結(jié)果證明使用這些動(dòng)物的合理性?在現(xiàn)階段，調(diào)查人員應(yīng)該更加謹(jǐn)慎的對哺乳動(dòng)物進(jìn)行測試，特別是豬、狗或靈長類動(dòng)物。
• 神經(jīng)活動(dòng)阻滯劑的使用是否足以防止與感知相關(guān)的能力的出現(xiàn)，例如感受到疼痛的能力?可能有必要將BrainEX或類似的系統(tǒng)應(yīng)用于有或沒有神經(jīng)元活動(dòng)阻滯劑的老鼠或者小白鼠， 以更好地了解阻滯劑的作用。
• 在哪些情境下麻醉可應(yīng)用于后續(xù)研究，以防止誘發(fā)任何類似疼痛的可能性?在什么情況下不應(yīng)該使用麻醉劑?目前，鑒于未知的因素太多，應(yīng)該在后續(xù)研究中繼續(xù)使用麻醉劑。
• Brain EX或類似的人工循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)該運(yùn)行多長時(shí)間?此次實(shí)驗(yàn)為6個(gè)小時(shí)，但是否這樣的系統(tǒng)只能在一段時(shí)間內(nèi)有效?還是可以設(shè)置時(shí)限?這些將有利于對以后的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)和收益的分析。

對人腦研究的思考

雖然距離人腦實(shí)驗(yàn)還有很長的路要走， 但未來的某一天，總有研究人員會(huì)使用類似BrainEX的系統(tǒng)去治療因缺氧而造成的腦損傷。

到目前為止，神經(jīng)科學(xué)家和醫(yī)生都認(rèn)為由此造成的細(xì)胞死亡是不可逆轉(zhuǎn)的。相應(yīng)的治療都是與健康的腦組織一起工作，以幫助其恢復(fù)控制和運(yùn)轉(zhuǎn)等其他技能。

在開展人腦分離于肉體外的實(shí)驗(yàn)前，尤其是這種腦灌注實(shí)驗(yàn)，研究人員需要為患者或者捐贈(zèng)者提供足夠的信息，以供他們做出明智的決定。他們需要知道實(shí)驗(yàn)將導(dǎo)致哪些大腦活動(dòng)以及這些活動(dòng)將意味著什么?他們還需要知道恢復(fù)的可能性以及即將產(chǎn)生的影響。

另一個(gè)值得關(guān)注的問題是，哪些信息可以合理地從大腦中檢索出來?

目前，很多研究團(tuán)隊(duì)正在解碼活著的人的腦神經(jīng)活動(dòng)，比如探測人類的記憶或者在夢中所看到的圖像，這種探索有朝一日也會(huì)用于“復(fù)活”的大腦么?這種實(shí)驗(yàn)如果有一天被通過的話，雖然可能性很小，但我們現(xiàn)在至少需要認(rèn)真考慮。

全世界有數(shù)百人已經(jīng)付錢將他們的大腦冷凍和儲(chǔ)存，希望有一天科學(xué)家們能夠恢復(fù)它們。在Brain Ex的研究發(fā)表之后，不排除腦灌注被誤用可能性。

來源：Brian Snyder /路透社

在2005年，美國醫(yī)學(xué)研究所和國家研究委員會(huì)發(fā)布了人類胚胎干細(xì)胞研究指南，這項(xiàng)研究成功地促進(jìn)了涉及人類胚胎干細(xì)胞的研究，其內(nèi)容幾乎完全被國際學(xué)會(huì)采用。干細(xì)胞研究為人類基因組編輯研究制定指導(dǎo)方針，但在人類基因編輯的研究上我們已經(jīng)有了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

***的腦復(fù)蘇研究也同樣需要得到更多的國際關(guān)注，公民也必須參與這一過程，即使讓非科學(xué)家參與這項(xiàng)研究的倫理界限，也不能保證未來公眾可以接受。

相關(guān)鏈接：

• https://www.nature.com/articles/d41586-019-01168-9
• https://www.bbc.com/zhongwen/simp/science-47980154

【本文是51CTO專欄機(jī)構(gòu)大數(shù)據(jù)文摘的原創(chuàng)譯文，微信公眾號“大數(shù)據(jù)文摘（ id: BigDataDigest）”】

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