Em um experimento radical, em que alguns especialistas questionam o que significa "estar vivo", os cientistas restauraram a circulação cerebral e algumas atividades celulares no cérebro de porcos horas após os animais morrerem em um matadouro.
Os resultados, embora realizados em porcos e não em seres humanos, desafiam a visão de longa data de que, após a morte, as células cerebrais sofrem danos repentinos e irreversíveis.
Em vez disso, as descobertas, publicadas hoje (17 de abril) na revista Nature, mostram que o cérebro de um mamífero de grande porte "mantém uma capacidade anteriormente subestimada de restauração" da circulação e de certas atividades celulares horas após a morte, disse o autor sênior do estudo Nenad Sestan, professor de neurociência, medicina comparada, genética e psiquiatria na Yale School of Medicine em New Haven.
"A principal implicação dessa descoberta é que ... a morte celular no cérebro ocorre através de uma janela de tempo mais longa do que pensávamos anteriormente", disse Sestan durante uma entrevista coletiva ontem. Em vez de acontecer ao longo de segundos ou minutos após a morte ", estamos mostrando que ... um processo gradual e gradual" e que, em alguns casos, os processos de morte celular podem ser adiados ou mesmo revertidos, disse Sestan.
Ainda assim, os pesquisadores enfatizaram que não observaram nenhum tipo de atividade no cérebro dos porcos necessária para o funcionamento normal do cérebro ou coisas como percepção ou consciência. "Este não é um cérebro vivo", disse Sestan. "Mas é um cérebro ativo celular".
O trabalho poderia fornecer aos cientistas novas maneiras de estudar o cérebro, permitindo-lhes examinar funções em todo o cérebro intacto de uma maneira que antes não era possível. Por sua vez, isso poderia ajudar os cientistas a entender melhor as doenças cerebrais ou os efeitos de lesões cerebrais, disseram os pesquisadores.
Embora o estudo atual tenha sido realizado em porcos e não em humanos, os cérebros de porcos são maiores e mais parecidos com os humanos em comparação com os cérebros de roedores.
"BrainEx"
No estudo, os pesquisadores desenvolveram um novo sistema para estudar cérebros post-mortem intactos, apelidado de BrainEx. É uma rede de bombas que canalizam uma solução sintética - um substituto para o sangue - nas artérias do cérebro a uma temperatura corporal normal.
Usando o BrainEx, os pesquisadores estudaram 32 cérebros post-mortem de suínos que foram obtidos de uma instalação de processamento de suínos (que de outra forma seriam descartados). Os cérebros foram colocados no sistema BrainEx 4 horas após a morte dos porcos e foram deixados "perfundir" com o substituto sintético do sangue por 6 horas.
Durante esse período, o sistema BrainEx não apenas preservou a estrutura das células cerebrais e reduziu a morte celular, mas também restaurou algumas atividades celulares. Por exemplo, algumas células eram metabolicamente ativas, o que significa que usavam glicose e oxigênio e produziam dióxido de carbono. Outras células reagiram com uma resposta inflamatória quando estimuladas com certas moléculas.
Por outro lado, os cérebros de "controle" que não foram tratados com BrainEx rapidamente se decompuseram.
"Podemos ver diferenças dramáticas entre os cérebros que estamos tratando com nossa tecnologia" e controlar os cérebros, disse Sestan.
Preocupações éticas
Neel Singhal, professor assistente de neurologia da Universidade da Califórnia, em San Francisco, que não participou do estudo, disse que o trabalho é "instigante", devido a algumas das questões éticas levantadas. Por exemplo, embora os cientistas estejam longe de restaurar a função cerebral em pessoas com lesões cerebrais graves, se for possível restaurar alguma atividade cerebral ", teríamos de mudar nossa definição de morte cerebral", disse Singhal à Live Science. .
Os pesquisadores não viram nenhum sinal de consciência, nem esse era um objetivo da pesquisa. De fato, a solução de sangue sintético incluía vários produtos químicos que bloqueiam a atividade neural, o tipo de atividade que seria necessária para a consciência.
Além disso, se algum tipo de atividade elétrica organizada - o tipo necessário para a consciência - tivesse aparecido, os pesquisadores estavam preparados para tomar medidas para interromper essa atividade usando anestesia e abaixando a temperatura do cérebro, disse o co-autor do estudo, Stephen Latham, diretor da Yale's Centro Interdisciplinar de Bioética. Em outras palavras, encerrar o experimento se isso aconteceu.
Em um comentário publicado ao lado do estudo, Nita Farahany, professora de direito e filosofia da Universidade Duke, e colegas pediram mais orientações sobre as questões éticas levantadas pelo estudo, que eles dizem "põem em questão suposições de longa data sobre o que faz um animal - ou humano - vivo. "
Tais questões incluem como detectar a consciência para começar e por quanto tempo sistemas como o BrainEx devem poder funcionar.
Trabalho futuro
Como o estudo durou apenas 6 horas, são necessárias mais pesquisas para saber se o BrainEx pode preservar o cérebro por mais tempo que esse tempo.
Além disso, ainda restam muitas perguntas sobre a semelhança desse modelo com o ambiente do cérebro. O sistema não usa sangue real e o cérebro não é banhado em líquidos, pois fica dentro do crânio, disse Singhal.
Mas se o sistema puder ser usado em pesquisas futuras sobre o cérebro, isso "pode levar a uma maneira totalmente nova de estudar o cérebro pós-morte", Andrea Beckel-Mitchener, líder da equipe da Iniciativa BRAIN do Instituto Nacional de Saúde, que co-financiou a pesquisa. pesquisa, disse em um comunicado. "A nova tecnologia abre oportunidades para examinar conexões e funções complexas de células e circuitos que são perdidas quando as amostras são preservadas de outras maneiras", disse Beckel-Mitchener. O trabalho também poderia estimular a pesquisa de maneiras de promover a recuperação do cérebro após a perda do fluxo sanguíneo no cérebro, como durante um ataque cardíaco.
Ainda assim, o estudo não chegou perto de ser capaz de reviver um cérebro, porco ou humano, após a morte. "Basicamente, quando o cérebro perde a circulação, é como se um prédio muito complicado estivesse acabando em um milhão de pedaços", disse Singhal. O novo trabalho sugere que esse método "pode restaurar parte da fundação", mas ainda há a catedral do cérebro a ser construída sobre essa fundação, disse ele.
