Como este é um programa educacional, vamos começar com o básico. O que é criônica? Falando do ponto de vista do consumidor, a melhor definição de criônica é o seguro de vida. Não apenas o eufemismo usado hoje para indicar pagamentos a seus entes queridos após sua morte, mas também o seguro real e real de sua própria vida. Uma maneira de proteger os riscos de uma perda catastrófica do seu bem mais valioso - a sua vida.
Falando do ponto de vista da tecnologia, a criônica é uma espécie de introdução de um organismo em um estado de longa pausa (animação suspensa) para restaurar esse organismo no futuro e trazê-lo de volta à vida. E para alcançar essa pausa, a cryonics usa a tecnologia para resfriar o corpo a temperaturas muito baixas.
Por que é necessário, esta criônica? A resposta é simples. Porque nossos organismos têm uma característica desagradável. Eles estão morrendo. E ninguém gosta, mas a maioria das pessoas prefere inventar desculpas para si mesma, por que elas precisam tolerar isso. As unidades se recusam a se reconciliar e decidem tentar, por métodos científicos, aumentar nossas chances de sobrevivência. Um dos frutos do trabalho de tais unidades é a criônica. Você provavelmente conheceu outras frutas - desfibriladores, dispositivos de ventilação pulmonar artificial, marca-passos, tecnologia de transplante de órgãos, vacinas e antibióticos.
Obviamente, no atual nível de progresso científico e tecnológico, a criônica não pode dar nenhuma garantia para a restauração futura. Isso seria pelo menos intelectualmente desonesto. Mas o que a criônica dá, que nenhuma outra tecnologia dá, é uma chance. Diferente de zero. Varia de 1 a 70%, de acordo com várias estimativas de cientistas conhecedores. E, no meu entender, essa chance vale a pena - afinal, estamos falando da coisa mais valiosa que temos - nossa vida.
By the way, cryonics não é apenas seguro de nossa vida, mas também personalização de ambulância no futuro. E se para você, no momento, isso pode não parecer tão relevante, há muitas pessoas para quem a questão da vida e da morte é muito mais urgente. Essas são as pessoas que vivem em questão de meses. Eles já entendem que as modernas tecnologias médicas não os ajudarão, e sua única esperança de sobrevivência é o remédio do futuro, e a criônica é a única chance de alcançá-lo.
Dificilmente é necessário justificar a crença de que o remédio do futuro será muito mais avançado que o remédio de hoje. Afinal, a ciência está constantemente ganhando novas fronteiras com a morte. E, pessoalmente, não tenho dúvidas de que um dia derrotaremos este dragão chamado morte para sempre.
Mas, por enquanto, basta patéticos, vamos para a ciência. Qual é a nossa suposição baseada em que a criônica pode funcionar? Existem duas categorias de dados - o que vemos na natureza e o que vemos nas experiências.
Natureza
Um grande número de habitantes do nosso planeta tolera perfeitamente o congelamento - por exemplo, as mesmas plantas que são relacionadas a nós por seus parentes e consistem em muito semelhantes às nossas células. Assim, a maioria das plantas tolera com segurança temperaturas de -4 ° C a -12 ° C.
Animais que periodicamente precisam suportar congelamentos de longo ou curto prazo, também em nosso planeta. Não vou listar todos eles, vou mencionar apenas alguns recordistas. Em primeiro lugar, é o dente de carvão da Sibéria (
Salamandrella keyserlingii ), que tolera regularmente temperaturas de até -50 ° C e é capaz de ganhar vida quase depois de 90 anos em permafrost (
fonte1 ,
fonte2 ).
Aqui está ele, bonito:
E daria o honorável segundo lugar a outro anfíbio resistente à geada, o sapo (
Rana Sylvatica ), que pode ser congelado por muitos meses.
Existe até um vídeo de como ele derrete:
Outro animal notável que pode sobreviver por vários meses a -20 ° C (na forma de pupas) é a mariposa norte-americana Cecropia (
Hyalophora cecropia ). Trata-se de um inseto grande, com envergadura de até 16 cm. Para isso, o Cecropia criou sua própria receita para um coquetel crioprotetor
composto de glicerina e sorbitol .
Bem, não se esqueça de nosso parente de mamífero de sangue quente muito mais próximo, a proteína do Ártico (
Spermophilus parryii ), que pode hibernar por semanas a uma temperatura corporal de -2 a 5 ° C. Ao mesmo tempo, foi demonstrado que ela
desliga completamente
a atividade de microondas do cérebro (como em pessoas refrigeradas abaixo de + 18 ° C). Isso confirma a hipótese de que a memória de longo prazo, que forma a base de nossa personalidade, é codificada na estrutura do cérebro - neurônios, sinapses etc., e não em sua atividade elétrica.
A propósito, as pessoas, embora não sejam tão boas quanto os cronautas acima, também podem suportar com êxito o resfriamento a longo prazo. Vou dar alguns exemplos bem conhecidos:
- Michelle Funk, de dois anos, passou mais de uma hora debaixo de água gelada. Quando a equipe de resgate a encontrou, sua temperatura corporal era de 19 ° C e ela não mostrava sinais de vida. No entanto, os médicos conseguiram recuperá-lo com rapidez suficiente e ficaram surpresos que o cérebro dela não mostrasse nenhum sinal de dano.
- Erica Nordby, de um ano, passou várias horas na neve a -24 ° C. Sua temperatura corporal caiu para 16 ° C. Após 6 semanas no hospital, ela se recuperou completamente e recebeu alta.
- O americano Justin Smith passou 12 horas na neve a -5 ° C. Equipes de resgate que o descobriram o declararam morto, mas o médico não concordou e começou a realizar medidas de ressuscitação. Depois de uma hora e meia, o coração de Smith começou a funcionar de forma independente. Os médicos acreditavam que o cérebro de Smith estava seriamente danificado, mas Smith sobreviveu e retornou a uma vida plena.
- O canadense Tayab Jafar passou várias horas a uma temperatura de -11 ° C. Sua temperatura corporal caiu para 21 ° C. Após 10 semanas no hospital, ele recebeu alta com boa saúde.
- A esquiadora sueca Anna Bagenholm passou uma hora e meia sob o gelo, resfriada a um recorde de 13,7 ° C. Depois de várias semanas no hospital, Anna se recuperou completamente.
- Gene Hiliard foi encontrado na neve a -30 ° C, onde passou mais de 6 horas. Depois de várias semanas no hospital, ela se recuperou completamente.
- Um dos primeiros casos descritos na literatura médica - em 1951, um americano de 23 anos de Chicago passou cerca de 12 horas a uma temperatura de -18 ° C a -24 ° C. Ao mesmo tempo, sua temperatura corporal caiu para 16 ° C. Embora ela tivesse que amputar os dedos e os pés abaixo dos joelhos, seus órgãos restantes não foram afetados.
- O primeiro caso documentado de recuperação de hipotermia profunda ocorreu com um camponês sueco em 1756 e foi descrito em uma publicação da Academia Sueca de Ciências em 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.
- Existem 6 casos conhecidos de sobrevivência bem-sucedida depois de passar muitas horas no compartimento de carga de uma aeronave a temperaturas abaixo de -40 ° C.
- O exemplo mais famoso, embora não o mais revelador, é Beck Wesers , que em 1996 adormeceu no topo do Everest e depois acordou e foi para o campo.
Como podemos ver, na natureza existem exemplos suficientes de recuperação após o congelamento. Portanto, é bastante razoável tentar desvendar os mecanismos biológicos que garantem esse sucesso e aplicá-los em seres humanos.
Os experimentos
Para começar, vamos analisar brevemente os principais problemas de resfriamento de organismos vivos. O principal problema é, obviamente, a formação de cristais de gelo, que podem danificar as células, porque os cristais são (a) espinhosos e (b) ocupam mais espaço do que a água de origem. Mas não é tão assustador, como os oponentes analfabetos da criônica a expõem, nos assustando com células explodindo quando resfriadas e outras bobagens não científicas.
Em primeiro lugar, após o resfriamento, a água deixa a célula no espaço intercelular; portanto, após o resfriamento, as células, pelo contrário, diminuem ao invés de explodir. E segundo, o gelo representa apenas 9% do volume da água de origem e as células têm uma margem de elasticidade muito maior, graças à qual elas podem tolerar com segurança tanto um aumento ou uma diminuição no seu volume quanto a presença de uma certa quantidade de gelo no espaço intercelular. Mas, em terceiro lugar, os criobiologistas aprenderam há muito tempo como tratar células, tecidos e órgãos inteiros com crioprotetores - substâncias que minimizam a formação de cristais de gelo durante o congelamento. Juntamente com os regimes ideais para baixar a temperatura, isso permitiu aos cientistas congelar (ou vitrificar , para ser preciso) por muitas décadas e descongelar embriões e órgãos inteiros.
Aqui está uma tabela dos órgãos que em 1980 os cientistas já eram capazes de congelar a -79 ° C e descongelar ( fonte ):
Entre os outros problemas de resfriamento, a desnaturação da proteína (implantação) pode ser observada, mas, felizmente, com a diminuição da temperatura, essa desnaturação é mais frequentemente reversível. Em contraste com o aumento - você não pode ferver o ovo cozido de volta. Além disso, como todas as reações químicas (e, portanto, os processos biológicos) diminuem a velocidade quando a temperatura cai e depois param completamente, o dano dessa desnaturação para organismos congelados é mínimo.
Bem, no final da lista de problemas, vale a pena mencionar macrocracias térmicas, que são formadas especialmente quando a temperatura cai abaixo de -140 ° C. Até que ponto eles estão repletos de complicações, a questão ainda está em aberto, mas há opiniões de que seu perigo é pequeno. Há também novas tecnologias no horizonte de como essas rachaduras podem ser evitadas - por exemplo, impedindo que a temperatura corporal do criopaciente caia abaixo de -140 ° C:
Sistemas para armazenamento intermediário de temperatura para redução e prevenção de fraturas
Criônica, 3º Trimestre de 2011 Veja também a Cronologia dos Desenvolvimentos Relacionados à Fratura e Temperatura Intermediária ...Patente US7278278 - Sistema de armazenamento criogênico
A presente invenção fornece dispositivos e métodos para o armazenamento criogênico de material biológico. Aparelhos de ...Patente US7299641 - Sistema de armazenamento criogênico com controle de temperatura aprimorado
É fornecido um sistema de armazenamento criogênico para armazenamento criogênico usando refrigerante líquido. O sistema de armazenamento criogênico ...Vamos passar da teoria para a prática e examinar os dados experimentais - quando os cientistas tentaram congelar aqueles que não gostam de fazer isso. Pessoas, por exemplo. Mas primeiro, vamos dar uma olhada nos animais.
Vários insetos foram congelados e descongelados com sucesso já há 100 anos, isso não surpreenderá ninguém. Portanto, mencionarei apenas alguns exemplos.
Muitos ouviram falar da indestrutibilidade de Tardigrada ( Tardigrada ) - eles foram enviados para o espaço e congelados a -196 ° C sem qualquer preparação ou crioprotetor. E nada, eles descongelaram e sobreviveram.
Os vermes de nematóides são um organismo modelo favorito dos biólogos. Eles foram aperfeiçoados tecnologia de vitrificação, dando 100% de sobrevivência. Além disso, também foi demonstrado que sua memória de longo prazo permanece após muitos dias de congelamento a -80 ° C! O que é muito importante para demonstrar a preservação da personalidade após o congelamento.
Em outras experiências, o besouro do Alasca ( Upis ceramboides ) foi descongelado com sucesso após o resfriamento a -75 ° C - e este é um inseto muito maior:
Um dos primeiros experimentos importantes sobre o congelamento de mamíferos já foi realizado em 1951 (e os primeiros em 1912 - quando Porfiry Bakhmetyev introduziu morcegos em animação suspensa - este é o original de seu artigo de 1912 (!) Do ano). Nesses estudos, os ratos foram congelados sem nenhum crioprotetor e verificou-se que, ao baixar a temperatura para 0 ° C (mas não mais baixa), é possível obter quase 100% de sobrevivência. Além disso, alguns ratos foram congelados e descongelados várias vezes - outros até 10 vezes. Os pesquisadores também descobriram que, com o congelamento rápido ( super-resfriamento ), quando a água ainda não tem tempo para se transformar em gelo, alguns ratos podem sobreviver mesmo após o resfriamento a -3 ° C:
→ PDF
Na década de 1950, outros pesquisadores congelaram os hamsters, elevando sua temperatura a -1 ° C e variando o tempo de congelamento para determinar quanto gelo seu corpo pode tolerar. Nessas experiências, foi demonstrado que até 60% da água no cérebro pode se transformar em gelo sem conseqüências comportamentais visíveis para os animais após o degelo. ( Fonte , Fonte ).
A propósito, em estudos de 1954–6, alguns hamsters sobreviveram mesmo depois de esfriar abaixo de -3 ° C. Alguns deles foram resfriados a uma temperatura corporal entre -3 ° C e -5,5 ° C, na qual foram mantidos por 16 a 38 minutos, e rapidamente aquecidos e restaurados, após o que esses hamsters viveram por muitos meses sem problemas. com saúde:
Experimentos com primatas ( Galago crassicaudatus ) na década de 1950 tiveram menos sucesso. Após o congelamento abaixo de 0 ° C (sem crioprotetores!), Os primatas se recuperaram primeiro, mas depois não viveram mais de um dia, morrendo de edema pulmonar ou sangramento intraperitoneal (causado pelo suco gástrico, que se difundiu durante o congelamento das glândulas ou do estômago e corrompeu o abdome). tecido). Mas seus gráficos de resfriamento são bastante impressionantes:
O século XXI também tem algo para se gabar. Durante muito tempo, o rim permaneceu o órgão mais difícil para a criopreservação - após o degelo, sua função, infelizmente, foi gravemente prejudicada. Mas no início dos anos 2000, a estrela da criobiologia, Gregory Fey, conseguiu seguir essa linha. A propósito, é bastante simbólico que esses trabalhos foram feitos sob os auspícios da Medicina do século XXI.
Em seus experimentos, Faey removeu um rim de um coelho, vitrificou-o a várias temperaturas, depois o descongelou e o transplantou de volta ao doador, após o que ele removeu um segundo rim saudável. Em 2003, Feiji foi capaz de encontrar uma combinação bem-sucedida de crioprotetores e um protocolo de vitrificação bastante complicado que lhe permitiu esfriar com sucesso seus rins a -22 ° C ou até -45 ° C , e para dois coelhos ele conseguiu resfriar até -130 ° C. É verdade que os rins de mais de 30 coelhos foram resfriados com sucesso a -22 ° C ou -45 ° C, e dos dois cujos rins foram resfriados a -130 ° C, um morreu 9 dias após o transplante e o segundo viveu 48 dias após o que foi entupido para análise histológica.
A propósito, esta famosa foto, que demonstra claramente a diferença entre um rim congelado e vitrificado, é originária do trabalho ainda mais antigo de Faey - 1984 (!):
Comparado ao rim, o cérebro é considerado pelos criobiologistas muito mais adaptado à criopreservação. No todo ou em parte, foi possível congelar ou vitrificar repetidamente sem danos estruturais. Além disso, a preservação de suas várias funções foi demonstrada em vários trabalhos.
Os mais intrigantes foram e continuam sendo os experimentos do criologista japonês Isamu Sud. Em 1966, Court publicou um artigo em que afirmava ser capaz de detectar atividade elétrica em cérebros felinos após meses de congelamento a -20 ° C. Aqui está um extrato do EEG de seu trabalho:
E é assim que o dispositivo de perfusão era:
Em 1974, o Tribunal publicou seu próximo trabalho , muito mais detalhado. Nele, ele, em particular, mostrou que, mesmo após 7 anos de congelamento a -20 ° C, o cérebro do gato mostrou atividade elétrica sincronizada por várias horas após o degelo, embora com uma qualidade pior do que a do cérebro, que não estava congelada. Ele também comparou o EEG de um cérebro “fresco” e cérebro após 5 dias de armazenamento a -20 ° C; seus indicadores eram quase idênticos.
Aqui deve-se dizer que até agora ninguém conseguiu reproduzir os resultados dos tribunais, no entanto, ninguém tentou repetir completamente passo a passo toda a sua metodologia. Antes de se aposentar, o Tribunal entregou todos os seus materiais e revistas de laboratório a Gregory Fey, e ele não viu nenhum sinal de fraude neles.
Ao mesmo tempo, Fei também conduziu várias experiências na seleção do protocolo ideal para a criopreservação do cérebro. E em 2016, ele, juntamente com colegas da 21st Century Medicine, recebeu o Prêmio de Preservação do Cérebro em Mamífero Pequeno por preservar a estrutura histológica do cérebro do coelho. É verdade que esse cérebro foi irreversivelmente tratado (ou fixado ) com aldeído, o que impossibilita seu funcionamento biológico após o degelo, mas isso não nega a importância dessa conquista para a criobiologia.
E muito antes disso, em 2006, Feyi, juntamente com Yuri Pichugin, demonstraram que, com a seleção correta do protocolo de crioprotetor e vitrificação, as fatias de cérebro de rato são perfeitamente preservadas mesmo após -130 ° C: mais de 90% das amostras mantêm sua estrutura e até mesmo potencial de eletricidade. atividade (medida pela proporção de íons sódio e potássio em comparação ao controle).
E em 2007, a 21st Century Medicine anunciou que era capaz de confirmar a preservação de "habilidades de aprendizado" elétricas básicas (potencialização a longo prazo , potencialização a longo prazo , LTP) de neurônios em fatias do cérebro de um coelho após a vitrificação e, em seguida, publicou esses resultados em 2012 em Criopreservação de fatias de tecidos cortados com precisão:
Figura 6B. Falta de efeito da vitrificação na resposta de potenciação de longo prazo (LTP), uma forma de “memória” neurofisiológica que consiste em um aumento permanente na magnitude da resposta a uma determinada estimulação de células CA3 (registrada neste caso como a amplitude da potenciais excitatórios de campo pós-sináptico na junção colateral de dendrito de Schaffer-CA1) como resultado de um "treinamento" prévio (estimulação intensiva) das sinapses envolvidas. As fatias do cérebro de controle aumentaram sua resposta EPSP de campo para cerca de 30% acima da amplitude da resposta da linha de base (razão LTP de cerca de 1,3) em resposta ao "treinamento" anterior. O mesmo resultado básico também foi observado após o carregamento e descarregamento da VM3 (LU); após o carregamento da VM3, vitrificação, reaquecimento e descarga da VM3 (VIT); e após o armazenamento de fatias vitrificadas por dias a meses abaixo da temperatura de transição vítrea (STR; tempo de armazenamento não teve efeito nos resultados obtidos). Os valores n representam o número de experimentos independentes representados por cada barra. Dados anteriormente não publicados da 21st Century Medicine.
Os estudos de Fey e Pichugin ajudaram a escolher a composição ideal de crioprotetores e o protocolo de perfusão, hoje utilizados em pacientes criopáticos. A propósito, qualquer um pode olhar o cérebro de alguns desses criopacientes, os milagres da tomografia computadorizada e do YouTube tornaram possível:https://www.youtube.com/watch?v=XXtYgtawWB0Nesta seção, vemos que no cérebro congelado do paciente não há gelo e está bem saturado com crioprotetor:Aqui estão alguns pacientes:
https://www.youtube.com/watch?v=bq366HcXSisVoltando às experiências dos tribunais, em 2016 os cientistas canadenses publicaram resultados ainda mais surpreendentes (se não implausíveis). Eles foram capazes de detectar atividade elétrica em cérebros humanos armazenados por mais de 20 anos em formalina:
When Is the Brain Dead? Living-Like Electrophysiological Responses and Photon Emissions from…
The structure of the post-mortem human brain can be preserved by immersing the organ within a fixative solution. Once… journals.plos.org— , , . , “” , . , - , . , , . . , , - , , .
, ( )? , : , , , , . , +18°C, - . , ( 1 , 2 ), — .
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Emergency preservation and resuscitation for cardiac arrest from trauma. - PubMed - NCBI
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Can Hypothermia Save Gunshot Victims?
Brandon Littlejohn was shot just after 11 PM on Saturday, April 23, 2011. The day had started out cold and rainy, but…-, . , , 12 24 “ ”:
Back from the Dead: Resuscitation Expert Says End Is Reversible — SPIEGEL ONLINE — International
At some point, everyone's heart will stop. For most, this is when they begin to die. Doctors succeed in very few cases…, — . , , 10°C. , 200 :
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18404056
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16456447
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4166101/
, :
Survival without brain damage after clinical death of 60–120 mins in dogs using suspended animation…
Crit Care Med. 2003 May;31(5):1523–31. Research Support, Non-US Gov't; Research Support, US Gov't, Non-PHS, , 5 . 5 , , — . . , “ ”:
Alcor's Pioneering Total Body Washout Experiments
In 1984, Alcor and Cryovita laboratoraties began a pioneering series of experiments to demonstrate that large animals…80- , , .
Recovery of integrative central nervous function after one hour global cerebro-circulatory arrest…
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.
, , , 2011 , . , .
— . , :
Além disso, mesmo todo o hemisfério é removido para algumas pessoas:
Hemisferectomia - Wikipedia
A hemisferectomia é um procedimento cirúrgico muito raro, no qual um hemisfério cerebral (metade do cérebro) é removido ... en.wikipedia.orgE ainda mais:
E mesmo que outras partes do corpo do criopaciente não estejam sujeitas a recuperação, ao manter o cérebro, haverá uma chance de restaurar sua identidade. Afinal, as experiências em um transplante de cabeça foram realizadas com sucesso pelos fundadores da transplantologia, V.P. Demikhov e S.S. Bryukhonenko, na década de 1930. Na foto, a cabeça viva do cachorro, separada do corpo:
Um vídeo de vários desses cães sobreviveu - tanto de Demikhov quanto de Bryukhonenko:
A propósito, foram as experiências de Demikhov que lançaram as bases para um transplante de rim e coração, do qual Christian Barnard falou, o primeiro cirurgião que conseguiu transplantar com sucesso um coração humano em 1967. Demikhov também inspirou Robert White para um transplante de cabeça de macaque e outros estudos de transplante de cérebro, nos quais este último descobriu que o cérebro não é rejeitado pelo destinatário, ao contrário de outros órgãos. Portanto, a principal tarefa dos criônicos é garantir a máxima preservação do cérebro para futuros degelos.
Então, o que há com o degelo?
Os defensores da criônica gostam de brincar que milhares de criopatentes descongelados já estão andando pelo planeta. Há alguma verdade nessa piada - esses criopacientes estavam simplesmente congelados, ainda eram embriões. Portanto, pode-se argumentar que mais de 10.000 "cronautas" que sobreviveram com sucesso ao congelamento, armazenamento a longo prazo e degelo já vivem na Terra. E alguns nesse congelamento duraram anos:
Bebê nascido de embrião congelado há 20 anos
A preservação de embriões por congelamento tornou-se comum no tratamento de fertilidade para permitir que as mulheres tentem vários ciclos ...Um embrião é certamente ótimo, mas são apenas 4 ou 8 células. Estamos cientes de exemplos mais significativos. Por exemplo, mulheres com câncer têm seus ovários removidos para protegê-los da quimioterapia, congelados e depois transplantados de volta. E esses ovários funcionam: as mulheres que foram submetidas a esses procedimentos já deram à luz mais de 70 crianças:
Criopreservação e transplante de tecido ovariano: implicações científicas
Após o transplante de ovário fresco ou congelado, os níveis de FSH retornam ao normal e os ciclos menstruais são retomados em 150 dias ...Infelizmente, embora a criobiologia não possa se orgulhar de algo mais substancial - por exemplo, a restauração de um mamífero após temperaturas abaixo de 0 ° C. Dizem que alguém estava tentando fazer algo semelhante com porcos, mas ainda não há dados confirmados.
Fontes (além das indicadas no texto):