Kryopreservering är ingen strömbrytare som slås om från liv till bevarande. Det är ett lopp, och startskottet är ögonblicket då hjärtat slutar slå.
Mellan det ögonblicket och den punkt där molekylär rörelse i praktiken upphör, pågår förstörande kemi. Den pausar inte. Allt annat i proceduren formas av det här enskilda faktumet.
Vad klockan egentligen räknar
Din hjärna är metaboliskt dyr. Den utgör ungefär 2% av din kroppsvikt och förbrukar ungefär 20% av ditt syre.
Den energin används inte till att tänka. Det mesta går åt till att hålla cellerna i fungerande skick, till att pumpa joner över membran mot deras egna gradienter.
Stoppar cirkulationen försvinner tillförseln på några sekunder. Neuronerna får slut på syre och slutar skicka signaler nästan omedelbart.
Inom minuter är reserverna borta. Pumparna slutar fungera, den elektriska balansen kollapsar och en ström av signalsubstanser läcker ut i den omgivande vävnaden.
En akut metabolism försurar allt. Kalcium strömmar dit det inte hör hemma. Enzymer som bryter ner cellkomponenter släpps fria från de kompartment som håller dem inneslutna.
Under tiotals minuter till timmar, beroende till stor del på temperaturen, glider den organiserade strukturen i vävnaden mot molekylär oordning.
Den här kaskaden har ett namn:ischemi. Det är fienden under den första timmen, och den utplånar den struktur som beskrivs iminne, identitet och hjärnan.
Lägg märke till problemets form. Vi bekämpar inte en abstraktion som heter död. Vi bekämpar en specifik, mätbar, väl dokumenterad sekvens.
Kyla är den enda bromsen vi har
Kemiska reaktionshastigheter fördubblas ungefär för varje 10°C du lägger till, och halveras ungefär för varje 10°C du tar bort.
Om du staplar tillräckligt många halveringar upphör effekten att vara gradvis. Vid kroppstemperatur har du minuter innan allvarlig skada uppstår.
Vid kylskåpstemperatur, timmar. Vid torr-is-temperatur, dagar. Vid-196°C av flytande kväve, effektivt i tusentals år.
Så varje protokoll är organiserat kring att kyla hjärnan så snabbt omständigheterna tillåter. Kylan är bromsen på hela kaskaden.
Kylning kan inte vara vårdslös. Kyl vävnad för grovt och du byter en sorts skada mot en annan, inklusive den is som proceduren finns till för att undvika.
Det finns en andra anledning till att kylan är viktig.Kryoprotektanter är giftiga i de koncentrationervitrifikation kräver.
Deras giftighet sjunker kraftigt när temperaturen sjunker, av samma anledning som all annan kemi gör det. Såperfusion körs nära 0°C.
Det ger tolerans mot ämnena till ett pris. Kylan sänker också hur snabbt de sprider sig i vävnaden, så loppet innehåller ett andra lopp.
Få in skyddsmedlet innan för mycket nedbrytning hunnit samlas, och tillräckligt långsamt för att inte förgifta det du försöker rädda. Ingen av delarna kan vinnas rakt av.
Hela sekvensen, från ankomst genomnedkylning till kryogena temperaturer, är en serie av dessa avvägningar gjorda under tidspress.
Gränsen mellan skada som döljer och skada som utplånar
Inte all skada är lika, och det är den viktigaste idén på sidan.
Ur ett informationsperspektiv finns det två kategorier. Skada kan förvränga struktur, eller så kan den förstöra den.
En neuron kan vara skadad och helt icke-funktionell. Om dess kopplingar fortfarande går att identifiera, finns informationen den bar på i princip kvar.
När en cell har brustit och dess kopplingar har spridits till oidentifierbart skräp, är informationen borta. Ingen framtida teknik återställer det som slumpmässig förstörelse utplånat.
Det här är alltså inte en kapplöpning för att undvika all skada. Det är en kapplöpning för att stoppa innan skadan går från den första kategorin till den andra.
Det är den skillnaden som gör att en ofullständig bevarandeinsats ändå är värd att genomföra, och varförbevarande kvalitet är en skala snarare än en dom.
Idén har ett formellt namn: informationsteoretisk död. Det är den punkt där informationen som definierar en person inte längre kan återhämtas ens i princip.
Det är en mycket senare gräns än klinisk död, som helt enkelt är den punkt där ett hjärta inte kan starta på egen hand.
Kryonik handlar om påståendet att gapet mellan dessa två gränser är verkligt, och att en kropp som placeras i kyla befinner sig innanför det snarare än utanför.
Det sätter också standarden för mätning. Fältet försöker nu kvantifiera exponeringen direkt, genom arbeten somS-MIX-måttet.
Du kan inte hantera det du vägrar att mäta. Ett tal som beskriver hur mycket ischemi ett fall innebar är mer värt än en försäkran om att det gick bra.
De friktioner vi inte kan konstruera bort
Flera gränser vilar ovanpå biologin, och ärlighet kräver att vi namnger dem.
Den första är paradoxen med juridisk död. Det bästa biologiska ögonblicket att börja på vore före juridisk död, och att börja då skulle vara mord.
Så vi väntar, med vetskapen om att väntan kostar precision. Den begränsningen är permanent och korrekt, och den harsin egen artikel.
Den andra är obduktionsproblemet. Vissa dödsfall kräver juridiskt sett en obduktion först, vilket både försenar bevarandet och skadar hjärnan direkt.
De här fallen, och de andra där bevarandet inte kan genomföras, listas inär du inte kan frysbevaras.
Den tredje är geografin. Ingen summa pengar placerar ett team omedelbart överallt, så var du dör formar hur väl du kan bevaras.
En död som förutses på hospice gör attstandby kan börja vid exakt rätt sekund. En plötslig hjärtstillestånd långt från ett team innebär timmar.
Det som kan kontrolleras är kontrollerat: teamets positionering, utbildning av vårdpersonal ochtransportlogistiken som avgör hur snabbt en patient når anläggningen.
Ingenting av detta är ett fel i vetenskapen. Det är friktion mellan biologisk angelägenhet och den fysiska världen, och det är därför kvaliteten verkligen varierar mellan patienter.
Varför genomföra det överhuvudtaget, med tanke på friktionerna? För alternativet garanterar det sämsta resultatet och försöket gör det inte.
Bevarande under dåliga förhållanden innehåller fortfarande mer information än begravning eller kremering, som innehåller ingen. Det är matematiken bakomen liten chans mot noll, tillämpad på den första timmen istället för den avlägsna framtiden.
TL;DR: Cellskador börjar snabbt efter att blodcirkulationen upphör. Snabb standby, kylning och stabilisering minskar denna skada, men förseningar kan permanent sänka bevarandekvaliteten.
Utforska det här praktiska verktyget
Använd det interaktiva verktyget för att undersöka frågan i den här artikeln.
Laddar det interaktiva verktyget...
Fortsatt läsning