Namnet kryonik ger lätt en missvisande bild. Många associerar därför kryonik med nedfrysning: en kropp som blivit till is, som en biff i frysen. Men målet är något annat, och det beskrivs bättre som bevarande utan frysning. Metoden kallas vitrifiering. Här följer en kort översikt över vad den är, vad den kan åstadkomma och vilka begränsningar den har.
Att föra en kropp in i ett glasliknande tillstånd
Vitrifiering innebär att en vätska övergår till fast form utan att kristaller någonsin bildas. Ordet kommer av latinets vitrum, som betyder glas, och glas är en användbar jämförelse. De flesta vätskor kristalliserar när de kyls. Med lämplig kylning och lämpliga kryoprotektanter kan de i stället bli alltmer trögflytande och slutligen stelna till en fast, oordnad massa. Inga kristaller bildas. Molekylerna behåller i stort sett samma oordnade arrangemang som i vätskan, samtidigt som deras rörlighet kraftigt begränsas.
Inom kryopreservering är begränsad isbildning avgörande för att minska skador på hjärnans struktur. Vattnet i kroppens celler ersätts till stor del med kryoprotektanter, och vävnaden kyls tills den passerar glasövergångstemperaturen, som ligger ungefär mellan -120 °C och -135 °C, innan den stelnar. Resultatet är inte en frusen kropp. Det är vävnad i ett glasliknande tillstånd, och i det tillståndet har förfallet i praktiken stannat av.
Vad vitrifiering uppnår
Väl utförd åstadkommer vitrifiering fyra saker samtidigt:
- Den minskar risken för iskristallbildning och därmed för de mekaniska skador som iskristaller kan orsaka.
- Den bevarar cellstrukturer och övergripande vävnadsstruktur, särskilt hjärnans neurala kopplingar.
- Den sänker hastigheten på nästan alla kemiska och biologiska reaktioner till nivåer där förfallet i praktiken upphör.
- Den bevarar vävnadens informationsmönster, alltså de strukturer som anses bära information om en persons identitet, tillräckligt väl för att en framtida teknik skulle kunna reparera och återställa dem.
Den sista punkten ligger nära grundtanken i biostasis: att bevara de strukturer som kan bära information om personen över en tidsrymd som dagens teknik inte kan överbrygga, vilket är vad biostasis är.
Vad vitrifiering inte gör
Här väger ärlighet tyngre än entusiasm. Vitrifiering återställer inte liv. Den vänder inte åldrandet och botar inte den sjukdom som orsakade döden. Den garanterar inte i sig att någon någonsin väcks till liv igen. Det metoden kan göra är att bevara en persons fysiska struktur så väl att möjligheten till framtida återupplivning inte utesluts direkt genom begravning eller kremering. Metoden kan ses som ett försök att bevara möjligheten till framtida återupplivning, samtidigt som det måste sägas tydligt att återuppväckande för närvarande inte är möjligt.
Det fortsatta förloppet förutsätter att detta steg genomförs korrekt. Om frysskador fick förstöra hjärnans struktur under de första timmarna skulle ingen framtida teknik kunna återskapa det som gått förlorat, eftersom den relevanta strukturella informationen då skulle vara borta. Vitrifiering är avgörande för möjligheten att bevara hjärnans struktur snarare än enbart kvarvarande vävnad. Det är därför den står i centrum för hur en modern kryopreservering faktiskt genomförs.
När fixering är det bättre alternativet
Vitrifiering förutsätter att kryoprotektanten når alla relevanta delar av vävnaden, vilket i sin tur kräver ett kärlsystem som fortfarande kan fördela lösningen jämnt. Vid omfattande syrebristskada kan kärlsystemet inte längre fördela lösningen jämnt, och ojämn perfusion ökar då risken för isbildning i särskilt känsliga områden. I sådana fall finns en alternativ metod: aldehydstabiliserad kryopreservering, eller ASC.
ASC inleds med att hjärnan perfunderas med glutaraldehyd, ett fixeringsmedel som tvärbinder proteiner på plats. De processer som leder till nedbrytning bromsas kraftigt, och strukturen fixeras innan nedkylningen påbörjas. När vävnaden har stabiliserats höjs koncentrationen av kryoprotektant gradvis till omkring 65 % etylenglykol, och hjärnan vitrifieras nära -135 °C för långtidsförvaring.
Underlaget för metoden är ovanligt konkret. ASC bevarade den synaptiska konnektiviteten i en hel grishjärna så väl att metoden tilldelades Brain Preservation Foundations pris för stora däggdjur. Resultatet verifierades med 3D-elektronmikroskopi efter återuppvärmning.
Metoden innebär en verklig avvägning, och den bör beskrivas tydligt. Fixering kan inte upphävas med någon metod som finns tillgänglig i dag eller som rimligen kan förutses. Glutaraldehyd bevarar konnektomet med mycket hög detaljrikedom genom att kemiskt binda samman proteinerna. Därmed kan vävnaden inte återfå biologisk funktion. ASC bevarar mönstret men innebär att vävnaden inte kan återställas genom det ursprungliga biologiska materialet, vilket är kontinuitetsfrågan i praktiken.
Det är därför metoden inte är förstahandsvalet. Där perfusionen är god håller vitrifiering båda vägarna öppna. ASC används när alternativet är att strukturen går förlorad helt och hållet.
Kort sagt: Modern kryopreservering syftar till att vitrifiera vävnad snarare än att frysa den. Kryoprotektanter minskar isbildningen så att den biologiska strukturen kan övergå till ett stabilt, glasliknande tillstånd.
Utforska det här praktiska verktyget
Använd det interaktiva verktyget för att undersöka frågan i den här artikeln.
Laddar det interaktiva verktyget...
Vidare läsning