Comme il s'agit d'un programme éducatif, commençons par les bases. Qu'est-ce que la cryonique? Du point de vue du consommateur, la meilleure définition de la cryonie est l'assurance-vie. Pas seulement l'euphémisme qui est utilisé aujourd'hui pour indiquer les paiements à vos proches après votre décès, mais une assurance réelle et réelle de votre propre vie. Un moyen de couvrir les risques d'une perte catastrophique de votre bien le plus précieux - votre vie.
Du point de vue de la technologie, la cryonie est une sorte d'introduction d'un organisme dans un état de longue pause (animation suspendue) afin de restaurer cet organisme dans le futur et de le ramener à la vie. Et pour réaliser cette pause, la cryonie utilise la technologie pour refroidir le corps à des températures très basses.
Pourquoi est-ce vraiment nécessaire, cette cryonie? La réponse est simple. Parce que nos organismes ont une caractéristique désagréable. Ils meurent. Et personne n'aime ça, mais la plupart des gens préfèrent trouver des excuses pour eux-mêmes pourquoi ils doivent le supporter. Les unités refusent de se réconcilier et décident d'essayer par des méthodes scientifiques d'augmenter nos chances de survie. L'un des fruits du travail de telles unités est la cryonie. Vous avez probablement aussi rencontré d'autres fruits - défibrillateurs, appareils de ventilation pulmonaire artificielle, stimulateurs cardiaques, technologie de transplantation d'organes, vaccins et antibiotiques.
Bien entendu, au niveau actuel des progrès scientifiques et technologiques, la cryonie ne peut donner aucune garantie pour la future restauration. Ce serait au moins intellectuellement malhonnête. Mais ce que la cryonie donne, qu'aucune autre technologie ne donne, c'est une chance. Non nul. Il varie de 1 à 70%, selon diverses estimations de scientifiques avertis. Et à ma connaissance, une telle chance vaut de l'argent - après tout, nous parlons de la chose la plus précieuse que nous avons - notre vie.
Soit dit en passant, la cryonie n'est pas seulement une assurance de notre vie, mais aussi une personnalisation de l'ambulance à l'avenir. Et si pour vous en ce moment cela ne semble pas si pertinent, il y a beaucoup de gens pour qui la question de la vie et de la mort est beaucoup plus urgente. Ce sont ces gens qui vivent en quelques mois. Ils comprennent déjà que les technologies médicales modernes ne les aideront pas, et leur seul espoir de survie est la médecine du futur, et la cryonie est la seule chance d'y arriver.
Il n'est guère nécessaire de justifier la conviction que la médecine du futur sera beaucoup plus avancée que la médecine d'aujourd'hui. Après tout, la science gagne constamment de nouvelles frontières avec la mort. Et personnellement, je n'ai aucun doute qu'un jour nous vaincrons définitivement ce dragon nommé mort.
Mais pour l'instant, assez de pathétique, passons à la science. Quelle est notre hypothèse basée sur le fait que la cryonique pourrait fonctionner? Il existe deux catégories de données - ce que nous voyons dans la nature et ce que nous voyons dans les expériences.
La nature
Un grand nombre d'habitants de notre planète tolère parfaitement le gel - par exemple, les mêmes plantes qui nous sont apparentées par vos proches et qui sont très similaires à nos cellules. Ainsi, la plupart des plantes tolèrent en toute sécurité des températures de -4 ° C à -12 ° C.
Des animaux qui doivent périodiquement subir un gel à long ou à court terme, également sur notre planète. Je ne les énumérerai pas tous, je ne mentionnerai que quelques détenteurs de records. Tout d'abord, c'est la dent de charbon sibérienne (
Salamandrella keyserlingii ), qui tolère régulièrement des températures allant jusqu'à -50 ° C et peut prendre vie presque après 90 ans dans le pergélisol (
source1 ,
source2 ).
Le voici, beau:
Et je donnerais la deuxième place honorable à un autre amphibien résistant au gel, la grenouille arboricole (
Rana Sylvatica ), qui peut être congelée pendant plusieurs mois.
Il y a même une vidéo de la décongélation:
Un autre animal remarquable qui peut survivre plusieurs mois à -20 ° C (sous forme de pupes) est le papillon nord-américain Cecropia (
Hyalophora cecropia ). C'est un gros insecte, d'une envergure allant jusqu'à 16 cm, pour cela, Cecropia a imaginé sa propre recette de cocktail cryoprotecteur à base
de glycérine et de sorbitol .
Eh bien, n'oubliez pas notre parent mammifère à sang chaud beaucoup plus proche, la protéine arctique (
Spermophilus parryii ), qui peut hiberner pendant des semaines à une température corporelle de -2 à 5 ° C. Dans le même temps, il a été démontré qu'elle
désactivait complètement
l' activité micro
- ondes du cerveau (comme chez les personnes réfrigérées en dessous de + 18 ° C). Cela confirme l'hypothèse que la mémoire à long terme, qui constitue la base de notre personnalité, est codée dans la structure du cerveau - neurones, synapses, etc., et non dans son activité électrique.
Les gens, en passant, bien que moins bons que les cryonautes ci-dessus, peuvent également supporter avec succès un refroidissement à long terme. Je vais donner quelques exemples bien connus:
- Michelle Funk, deux ans, a passé plus d'une heure sous l'eau glacée. Lorsque les sauveteurs l'ont trouvée, sa température corporelle était de 19 ° C et elle n'a montré aucun signe de vie. Cependant, les médecins ont réussi à le récupérer assez rapidement et ils ont été surpris que son cerveau ne montre aucun signe de dommage.
- Erica Nordby, un an, a passé plusieurs heures dans la neige à -24 ° C. Sa température corporelle est tombée à 16 ° C. Après 6 semaines à l'hôpital, elle s'est complètement rétablie et a obtenu son congé.
- L'Américain Justin Smith a passé 12 heures dans la neige à -5 ° C. Les sauveteurs qui l'ont découvert l'ont déclaré mort, mais le médecin n'était pas d'accord et a commencé à prendre des mesures de réanimation. Après une heure et demie, le cœur de Smith a commencé à travailler de façon indépendante. Les médecins pensaient que le cerveau de Smith avait été gravement endommagé, mais Smith a survécu et est retourné à une vie pleine.
- Le Canadien Tayab Jafar a passé plusieurs heures à une température de -11 ° C. Sa température corporelle est tombée à 21 ° C. Après 10 semaines à l'hôpital, il est sorti en bonne santé.
- La skieuse suédoise Anna Bagenholm a passé une heure et demie sous la glace, refroidie à un record de 13,7 ° C. Après plusieurs semaines à l'hôpital, Anna s'est complètement rétablie.
- Gene Hiliard a été retrouvée dans la neige à -30 ° C, où elle a passé plus de 6 heures. Après plusieurs semaines à l'hôpital, elle s'est complètement rétablie.
- L'un des premiers cas décrits dans la littérature médicale - en 1951, un Américain de 23 ans de Chicago a passé environ 12 heures à une température de l'air de -18 ° C à -24 ° C degrés. Dans le même temps, sa température corporelle a chuté à 16 ° C. Bien qu'elle ait dû amputer ses doigts et ses pieds sous ses genoux, ses organes restants n'ont pas été affectés.
- Le premier cas documenté de guérison d'une hypothermie profonde s'est produit avec un paysan suédois en 1756 et a été décrit dans une publication de l'Académie suédoise des sciences en 1757: NAUCLER, S.Berichte van einem Mannes welcher dem Anschein nach efroren war denn aber wie der zum Leben verhollen war . K. Schwed. Akad. Wiss. 18: 107.
- Il y a 6 cas connus de survie réussie après avoir passé de nombreuses heures dans le compartiment à bagages d'un avion à des températures inférieures à -40 ° C.
- L'exemple le plus célèbre, mais pas le plus révélateur, est Beck Wesers , qui en 1996 s'est endormi au sommet du mont Everest, puis s'est réveillé et est descendu au camp lui-même.
Comme nous pouvons le voir, dans la nature, il existe suffisamment d'exemples de récupération après congélation. Par conséquent, il est tout à fait raisonnable d'essayer de démêler les mécanismes biologiques qui assurent ce succès et de les appliquer chez l'homme.
Les expériences
Pour commencer, passons très brièvement en revue les principaux problèmes de refroidissement des organismes vivants. Le problème principal est bien sûr la formation de cristaux de glace, qui peuvent endommager les cellules, car les cristaux sont (a) épineux et (b) prennent plus de place que l'eau de source. Mais ce n'est pas si effrayant, comme les opposants analphabètes de la cryonie l'exposent, nous effrayant avec des cellules qui explosent lorsqu'elles sont refroidies et d'autres non-sens non scientifiques.
Premièrement, lors du refroidissement, l'eau quitte la cellule dans l'espace intercellulaire, par conséquent, lors du refroidissement, les cellules, au contraire, diminuent plutôt qu'elles n'explosent. Et deuxièmement, la glace ne représente que 9% du volume de l'eau source , et les cellules ont une marge d'élasticité beaucoup plus grande, grâce à laquelle elles peuvent tolérer en toute sécurité à la fois une augmentation ou une diminution de leur volume et la présence d'une certaine quantité de glace dans l'espace intercellulaire. Mais troisièmement, les cryobiologistes ont longtemps appris à traiter des cellules, des tissus et des organes entiers avec des cryoprotecteurs - des substances qui minimisent la formation de cristaux de glace pendant la congélation. Associé aux régimes optimaux pour abaisser la température, cela a permis aux scientifiques de geler (ou de vitrifier , pour être précis) pendant de nombreuses décennies et de décongeler des embryons et des organes entiers.
Voici un tableau de ces organes qui, en 1980, étaient déjà capables de geler à -79 ° C et de dégivrer ( source ):
Parmi les autres problèmes de refroidissement, on peut noter la dénaturation (déploiement) des protéines, mais, heureusement, avec une baisse de température, cette dénaturation est le plus souvent réversible. Contrairement à l'augmentation - vous ne pouvez pas faire revenir l'œuf à la coque. De plus, comme toutes les réactions chimiques (et donc les processus biologiques) ralentissent lorsque la température baisse, puis s'arrêtent complètement, les dommages causés par une telle dénaturation aux organismes congelés sont minimes.
Eh bien, à la fin de la liste des problèmes, il convient de mentionner les macro-fissures thermiques, qui se forment particulièrement souvent lorsque la température descend en dessous de -140 ° C. Dans quelle mesure elles sont lourdes de complications, la question est toujours ouverte, mais certains pensent que leur danger est faible. Il existe également de nouvelles technologies à l'horizon sur la façon d'éviter ces fissures - par exemple, en empêchant la température corporelle du cryopatient de descendre en dessous de -140 ° C:
Systèmes de stockage de température intermédiaire pour la réduction et l'évitement des fractures
Cryonique, 3e trimestre 2011 Voir aussi la chronologie des développements liés à la fracturation et à la température intermédiaire ...Brevet US7278278 - Système de stockage cryogénique
La présente invention propose des dispositifs et des procédés pour le stockage cryogénique de matériel biologique. Appareils du ...Brevet US7299641 - Système de stockage cryogénique avec contrôle amélioré de la température
L'invention concerne un système de stockage cryogénique pour un stockage cryogénique utilisant un réfrigérant liquide. Le système de stockage cryogénique ...Passons de la théorie à la pratique et regardons les données expérimentales - lorsque les scientifiques ont tenté de geler ceux qui eux-mêmes n'aiment pas faire cela. Les gens, par exemple. Mais d'abord, regardons les animaux.
Divers insectes ont été congelés et décongelés avec succès il y a 100 ans, cela ne surprendra personne. Je ne citerai donc que quelques exemples.
Beaucoup ont entendu parler de l'indestructibilité de Tardigrada ( Tardigrada ) - ils ont été envoyés dans l'espace, et ils ont été congelés à -196 ° C sans aucune préparation ni cryoprotecteurs. Et rien, ils ont décongelé et ont survécu.
Les vers nématodes sont un organisme modèle préféré des biologistes. Ils ont été perfectionnés en technologie de vitrification, offrant une survie à 100%. De plus, il a également été démontré que leur mémoire à long terme reste après plusieurs jours de gel à -80 ° C! Ce qui est très important pour démontrer la préservation de la personnalité après le gel.
Dans d'autres expériences, le coléoptère de l'Alaska ( Upis ceramboides ) a été décongelé avec succès après refroidissement à -75 ° C - et c'est un insecte beaucoup plus gros:
L'une des premières expériences importantes sur la congélation des mammifères a été réalisée dès 1951 (et les toutes premières étaient encore en 1912 - lorsque Porfiry Bakhmetyev a introduit les chauves-souris dans l'animation suspendue - c'est l' original de son article de 1912 (!) De l'année). Dans ces études, les rats ont été congelés sans cryoprotecteurs, et il a été constaté qu'en abaissant la température à 0 ° C (mais pas plus bas), une survie de près de 100% peut être atteinte. De plus, certains rats ont été congelés et décongelés plusieurs fois - certains jusqu'à 10 fois. Les chercheurs ont également découvert qu'avec une congélation rapide ( surfusion ), lorsque l'eau n'a toujours pas le temps de se transformer en glace, certains rats peuvent survivre même après refroidissement à -3 ° C:
→ PDF
Dans les mêmes années 1950, d'autres chercheurs ont congelé des hamsters, portant leur température à -1 ° C, et modifié le temps de congélation pour déterminer la quantité de glace que leur corps peut tolérer. Dans ces expériences, il a été démontré que même jusqu'à 60% de l'eau dans le cerveau peut se transformer en glace sans conséquences comportementales visibles pour les animaux après décongélation. ( Source , Source ).
Soit dit en passant, dans les études de 1954–6, certains hamsters ont survécu même après un refroidissement inférieur à -3 ° C. Certains d'entre eux ont été refroidis à une température corporelle comprise entre -3 ° C et -5,5 ° C, à laquelle ils ont été conservés pendant 16 à 38 minutes, puis rapidement chauffés et restaurés, après quoi ces hamsters ont vécu plusieurs mois sans aucun problème avec la santé:
Les expériences avec des primates ( Galago crassicaudatus ) dans les années 1950 ont été moins réussies. Après avoir gelé en dessous de 0 ° C (sans cryoprotecteurs!), Les primates se sont rétablis d'abord, mais n'ont pas survécu plus d'une journée, décédant soit d'un œdème pulmonaire soit d'un saignement intrapéritonéal (causé par le suc gastrique, qui s'est diffusé lors de la congélation des glandes ou de l'estomac, et a corrompu l'abdomen tissu). Mais leurs graphiques de refroidissement sont assez impressionnants:
Le XXIe siècle a aussi de quoi se vanter. Pendant longtemps, le rein est resté l'organe le plus difficile pour la cryoconservation - après décongélation, sa fonction, hélas, a été gravement altérée. Mais au début des années 2000, la star de la cryobiologie, Gregory Fey, a pu suivre cette voie. Soit dit en passant, il est assez symbolique que ces travaux aient été réalisés sous les auspices de la médecine du 21e siècle.
Dans ses expériences, Faey a prélevé un rein d'un lapin, l'a vitrifié à différentes températures, puis décongelé et transplanté de nouveau chez le donneur, après quoi il a retiré un deuxième rein sain. En 2003, Feiji a pu trouver une combinaison réussie de cryoprotecteurs et un protocole de vitrification assez compliqué qui lui a permis de refroidir avec succès ses reins à -22 ° C ou même -45 ° C , et pour deux lapins, il a pu atteindre un refroidissement jusqu'à -130 ° C. Certes, les reins de plus de 30 lapins ont été refroidis avec succès à -22 ° C ou -45 ° C, et des deux dont les reins ont été refroidis à -130 ° C, l'un est décédé 9 jours après la greffe et le second a vécu 48 jours après ce qui était bouché pour l'analyse histologique.
Soit dit en passant, cette célèbre photo, qui montre clairement la différence entre un rein congelé et vitrifié, provient d'un travail encore plus ancien de Faey - 1984 (!):
Comparé au rein, le cerveau est considéré par les cryobiologistes comme beaucoup plus adapté à la cryoconservation. En tout ou en partie, il a été possible de geler ou de vitrifier à plusieurs reprises sans dommage structurel. De plus, la préservation de ses différentes fonctions a été démontrée dans plusieurs ouvrages.
Les plus intrigantes ont été et restent les expériences du cryobiologiste japonais Isamu Sud. En 1966, la Cour a publié un article dans lequel il affirmait être capable de détecter une activité électrique dans le cerveau félin après des mois de gel à -20 ° C. Voici un extrait de l'EEG de son travail:
Et voici à quoi ressemblait le dispositif de perfusion:
En 1974, la Cour a publié son prochain ouvrage, beaucoup plus détaillé. En particulier, il a montré que même après 7 ans de congélation à -20 ° C, le cerveau du chat a montré une activité électrique synchronisée pendant plusieurs heures après la décongélation, bien que de moins bonne qualité que dans le cerveau, qui n'a pas été soumis au gel. Il a également comparé l'EEG d'un cerveau "frais" et d'un cerveau après 5 jours de stockage à -20 ° C; leurs indicateurs étaient presque identiques.
Ici, il faut dire que jusqu'à présent, personne n'a réussi à reproduire les résultats des tribunaux, cependant, personne n'a essayé de répéter minutieusement pas à pas toute sa méthodologie. Avant de prendre sa retraite, la Cour a remis tous ses documents et magazines de laboratoire à Gregory Fey, et il n'y a vu aucun signe de fraude.
Dans le même temps, Fei a également mené diverses expériences sur la sélection du protocole optimal pour la cryoconservation du cerveau. Et en 2016, il a reçu, avec des collègues de 21st Century Medicine, le Small Mammal Brain Preservation Prize pour la préservation de la structure histologique du cerveau du lapin. Certes, ce cerveau a été irréversiblement traité (ou fixé ) avec de l'aldéhyde, ce qui rend son fonctionnement biologique impossible après décongélation, mais cela ne nie pas l'importance de cette réalisation pour la cryobiologie.
Et bien avant cela, en 2006, Feyi et Yuri Pichugin ont démontré qu'avec la sélection correcte du cryoprotecteur et du protocole de vitrification, les tranches de cerveau de rat sont parfaitement préservées même après -130 ° C: plus de 90% des échantillons ont conservé leur structure et même leur potentiel électrique activité (mesurée par la proportion d'ions sodium et potassium par rapport au contrôle).
Et en 2007, 21st Century Medicine a annoncé qu'elle était en mesure de confirmer la préservation des «capacités d'apprentissage» électriques de base (potentialisation à long terme, potentialisation à long terme , LTP) des neurones dans des tranches du cerveau d'un lapin après vitrification, puis a publié ces résultats en 2012 dans Cryoconservation de tranches de tissus coupées avec précision:
Figure 6B. Absence d'effet de la vitrification sur la réponse de potentialisation à long terme (LTP), une forme de «mémoire» neurophysiologique qui consiste en une augmentation permanente de l'ampleur de la réponse à une stimulation cellulaire CA3 donnée (enregistrée dans ce cas comme l'amplitude de la potentiels de champ post-synaptique excitateurs à la jonction dendrite collatérale Schaffer-CA1) à la suite d'une «formation» préalable (stimulation intensive) des synapses impliquées. Les tranches de cerveau de contrôle ont augmenté leur réponse EPSP sur le terrain à environ 30% au-dessus de l'amplitude de la réponse de base (rapport LTP d'environ 1,3) en réponse à une «formation» préalable. Le même résultat de base a également été observé après le chargement et le déchargement de VM3 (LU); après chargement de VM3, vitrification, réchauffement et déchargement de VM3 (VIT); et après stockage des tranches vitrifiées pendant des jours ou des mois en dessous de la température de transition vitreuse (STR; le temps de stockage n'a eu aucun effet sur les résultats obtenus). n valeurs représentent le nombre d'expériences indépendantes représentées par chaque barre. Données inédites de 21st Century Medicine.
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De plus, même l'hémisphère entier est supprimé pour certaines personnes:
Hémisphérectomie - Wikipedia
L'hémisphérectomie est une intervention chirurgicale très rare dans laquelle un hémisphère cérébral (la moitié du cerveau) est retiré ... en.wikipedia.orgEt encore plus:
Et même si d'autres parties du corps du cryopatient ne seront pas soumises à la récupération, tout en maintenant le cerveau, il y aura une chance de restaurer son identité. Après tout, des expériences sur une greffe de tête ont été menées avec succès par les fondateurs de la transplantologie, V.P. Demikhov et S.S. Bryukhonenko, de retour dans les années 1930. Sur la photo, la tête vivante du chien, séparée du corps:
Une vidéo de plusieurs de ces chiens a survécu - à la fois de Demikhov et de Bryukhonenko:
Soit dit en passant, ce sont les expériences de Demikhov qui ont jeté les bases d'une greffe de rein et de cœur, comme Christian Barnard lui-même, le premier chirurgien à avoir réussi à transplanter un cœur humain en 1967, Demikhov a également inspiré Robert White pour une greffe de tête macaque et d'autres études de greffe de cerveau, dans lesquelles cette dernière a constaté que le cerveau n'est pas rejeté par le receveur, contrairement à d'autres organes. Par conséquent, la tâche principale de la cryonie est d'assurer une préservation maximale du cerveau pour le dégivrage futur.
Alors qu'y a-t-il avec le dégivrage?
Les partisans de la cryonie aiment plaisanter que des milliers de cryopatients décongelés se promènent déjà autour de la planète. Il y a du vrai dans cette blague - ces cryopatients étaient simplement congelés, ils étaient encore des embryons. On peut donc affirmer que plus de 10 000 «cryonautes» qui ont survécu au gel, au stockage à long terme et au dégivrage vivent déjà sur Terre. Et certains dans ce gel étaient pendant des années:
Bébé né d'embryon congelé il y a 20 ans
La conservation des embryons par congélation est devenue courante dans les traitements de fertilité pour permettre aux femmes de tenter plusieurs cycles ...Un embryon est certainement génial, mais ce n'est que 4 ou 8 cellules. Nous connaissons des exemples plus significatifs. Par exemple, les ovaires des femmes atteintes de cancer sont retirés pour les protéger de la chimiothérapie, congelés, puis repiqués. Et ces ovaires fonctionnent: les femmes qui ont subi ces procédures ont déjà donné naissance à plus de 70 enfants:
Cryoconservation et transplantation de tissus ovariens: implications scientifiques
Après une transplantation ovarienne fraîche ou congelée, les niveaux de FSH reviennent à la normale et les cycles menstruels reprennent après 150 jours ...Malheureusement, alors que la cryobiologie ne peut se vanter de quelque chose de plus substantiel - par exemple, la restauration d'un mammifère après des températures inférieures à 0 ° C. La rumeur veut que quelqu'un essaye de faire quelque chose de similaire avec les porcs, mais il n'y a pas encore de données confirmées.
Sources (en plus de celles indiquées dans le texte):