Namnet 'cryonics' pekar på fel idé. Det får folk att föreställa sig frysning, en kropp förvandlad till is som en biff i en djupfrysare. Men det verkliga målet är konstigare och mer omsorgsfullt än så, och det fångas bättre av ett uttryck som låter nästan som en motsägelse: bevarande utan frysning. Tricket som gör det möjligt ärvitrifiering, och det här är den korta, översiktliga versionen av vad det är, vad det ger dig, och, lika viktigt, vad det inte gör.
Att föra in en kropp i ett glasliknande tillstånd
Vitrifiering är processen att förvandla en vätska till ett fast tillstånd utan att det bildas kristaller. Ordet kommer från latinetsvitrum, glas, och glas är precis rätt mentala bild. När du kyler de flesta vätskor kristalliseras de; kyl dem på rätt sätt, med rätt kemi, och istället blir de bara mer och mer trögflytande tills de låser sig i ett stelt, oordnat fast ämne. Inga kristaller bildas. Molekylerna hålls i nästan exakt samma arrangemang som de hade som vätska, fast de rör sig inte längre.
Vid kryopreservering är det skillnaden mellan en förstörd hjärna och en intakt. Vattnet i kroppens celler ersätts till stor del medkroppsskyddande medel, och vävnaden kyls ner tills den passerar glasövergångstemperaturen, någonstans runt -120°C till -135°C, och stelnar. Resultatet är ingen frusen kropp. Det är vävnad i ett glasliknande tillstånd, och i det tillståndet har förfallet i praktiken upphört.
Vad vitrifiering uppnår
Görs det väl, uppnår vitrifiering fyra saker samtidigt:
- Den förhindrar att iskristaller bildas, så att den mekaniska sönderrivningen av frysning aldrig sker.
- Den bevarar cellernas och vävnadens arkitektur, framför allt nervtrådarna i hjärnan.
- Den saktar ner alla kemiska och biologiska reaktioner till nästan stillastående, och stoppar förfallet.
- Den håller fastinformationen-mönstret i vävnaden kvar, den del somegentligen kodar en person, tillräckligt intakt för att en framtida teknik en dag kanske kan reparera och återställa den.
Den sista punkten är anledningen till att allt detta är värt att göra, och den kopplar direkt tillbaka tillvad biostas är: bevara strukturen, och du bevarar personen, även över ett gap som ingen nuvarande teknik kan överbrygga.
Vad vitrifiering inte gör
Här spelar ärlighet större roll än entusiasm. Vitrifiering återställer inte liv. Den vänder inte åldrandet eller botar den sjukdom som orsakade döden. Den garanterar inte ens, i sig själv, att någon någonsin kommer att återupplivas. Allt den gör, och det är tillräckligt, är att bevara den fysiska grunden för en person tillräckligt väl för att frågan om återupplivning förblir öppen istället för att stängas för alltid genom begravning eller kremering. Det är en bro till en framtid som kanske eller kanske inte kan avsluta jobbet, vilket är anledningen till att vi lika tydligt säger attåterupplivning för närvarande inte är möjlig.
Allt som kommer efter beror på att denna ettstegsprocess görs rätt. Om frysskador tillåts förstöra hjärnans struktur under de första timmarna, kan ingen framtida medicin rekonstruera det som gått förlorat, eftersom informationen själv är borta. Vitrifiering är skillnaden mellan att bevara en person och endast lagra spillrorna. Det är därför den står i centrum förhur en modern kryokonservering faktiskt genomförs.
När fixering är det bättre alternativet
Vitrifiering beror på att få kryoprotektanten dit den behöver vara, och det beror i sin tur på ett cirkulationssystem som fortfarande fördelar den jämnt. Där ischemisk skada redan är allvarlig, gör det inte det, och ojämn perfusion innebär isbildning på de ställen som betyder mest. För sådana fall finns det en andra metod: aldehydstabiliserad kryokonservering, eller ASC.
ASC inleds med att perfundera hjärnan med glutaraldehyd, ett fixativ som tvärbinder proteiner på plats. Nedbrytningen stannar omedelbart och strukturen låses innan någon kylning påbörjas. Med vävnaden stabiliserad kan sedan kryoprotektanten långsamt höjas till en hög koncentration, omkring 65% etylenglykol, och hjärnan vitrifieras nära -135°C för långtidslagring.
Bevisen för det är ovanligt direkta. ASC höll synaptisk koppling över en hel gris hjärna tillräckligt väl för att vinnaBrain Preservation Foundation's large mammal prize, kontrollerat med 3D-elektronmikroskopi efter uppvärmning.
Avvägningen är verklig och hör hemma i det öppna.Fixering är inte reversibel av något som för närvarande kan föreställa sig. Glutaraldehyd bevarar connectomet i enastående detalj, och det gör det genom att kemiskt binda proteinerna samman, vilket stänger dörren för att återstarta den vävnaden biologiskt. ASC bevarar mönstret och ger upp möjligheten att återvända via det ursprungliga substratet, vilket är detkontinuitetsfråga i fysisk form.
Det är därför det inte är det självklara valet. Där perfusionen är god håller vitrifikationen båda vägarna öppna. ASC är det vi satsar på när alternativet är att förlora strukturen helt.
TL;DR: Modern kryokonservering syftar till att vitrificera vävnad istället för att frysa den. Kryoprotektanter minskar isbildningen så att den biologiska strukturen kan inta 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...
Fortsatt läsning