Sett «Alien» på standby – fordi vitenskapen kan være på vei et lite skritt nærmere kryosøvn i det virkelige liv.
I et gjennombrudd som høres dratt rett fra en Ridley Scott-film, har forskere i Tyskland klart å fryse hjernevev til ultrakalde temperaturer og bringe det tilbake med viktige livstegn som fortsatt flimrer – inkludert elektrisk aktivitet knyttet til læring og hukommelse.
Bragden, beskrevet i en ny studie publisert i tidsskriftet «Proceedings of the National Academy of Sciences,» antyder at forskere en dag kan være i stand til å plassere hjernevev – eller til og med hele organer – i en dypfrysing og gjenopplive dem senere uten å ødelegge det delikate kretsløpet som får dem til å tikke, opprinnelig rapportert av Nature.com.
Det har lenge vært stikkpunktet.
Når biologisk vev fryser på gammeldags måte, krystalliserer vann inne i cellene til taggete isbiter som river membraner og bryter de mikroskopiske forbindelsene mellom nevroner.
I hjernen er disse forbindelsene alt – infrastrukturen bak tanke, hukommelse og bevissthet.
For å unngå den iskalde dødsspiralen, vendte nevrologer ved Universitetet i Erlangen-Nürnberg seg til en teknikk kjent som forglasning – en hurtigavkjølingsmetode som forvandler væske til en glasslignende tilstand før iskrystaller kan dannes.
I stedet for å fryse til stiv is, blir vevet noe nærmere molekylært glass. Kjemisk aktivitet stopper i hovedsak på plass.
For testkjøringen sin flash-fryste forskerne tynne skiver av musehjernevev som inneholder hippocampus – regionen som er avgjørende for læring og hukommelse – og kastet dem ned i flytende nitrogen ved en beinkjølende -196 °C.
Prøvene ble deretter suspendert i denne glassaktige dypfrysen, alt fra 10 minutter til en uke.
Sannhetens virkelige øyeblikk kom under tinningen.
Forskere varmet forsiktig opp vevet med lynets hastighet mens de skyllet ut den kjemiske «frostvæske»-løsningen som ble brukt under frysing – en delikat balansehandling designet for å forhindre at cellene hovner opp, sprekker eller sprekker.
Da de gjenopplivede hjerneskivene ble satt under mikroskopet, så teamet noe bemerkelsesverdig: de mikroskopiske strukturene som forbinder nevroner – synapser – virket intakte.
Cellenes bittesmå energigeneratorer, mitokondriene, surret fortsatt med.
Og når forskere dyttet til nevronene med bittesmå elektriske pulser, skjøt de tilbake.
Faktisk viste hjernekretsene fortsatt langsiktig potensering – en viktig biologisk prosess som styrker synaptiske forbindelser og underbygger læring og hukommelse.
Resultatene tyder på at deler av hjernens funksjonelle ledninger overlevde dypfrysingen.
«Hvis hjernefunksjon er en fremvoksende egenskap ved dens fysiske struktur, hvordan kan vi gjenopprette den fra fullstendig nedleggelse?» sa Alexander German, en nevrolog ved Universitetet i Erlangen-Nürnberg og studiens hovedforfatter.
Teamet eksperimenterte også med å bevare en hel musehjerne – en langt vanskeligere utfordring på grunn av hjernens beskyttende blod-hjerne-barriere, som blokkerer store molekyler fra å komme inn i vevet.
Ved gjentatte ganger å sykle kryobeskyttende kjemikalier gjennom hjernens blodårer, var forskerne i stand til å fordele de beskyttende forbindelsene jevnere og forhindre katastrofal hevelse eller dehydrering.
Likevel er arbeidet fortsatt på et tidlig stadium.
De gjenopplivede hjerneskivene holdt seg bare levedyktige i noen få timer – en naturlig begrensning når vevet er fjernet fra en levende organisme – og studien forsøkte ikke å gjenopplive et helt dyr eller teste om minner overlevde den iskalde pausen.
«Denne typen fremgang er det som gradvis gjør science fiction til en vitenskapelig mulighet,» sa Mrityunjay Kothari, en maskiningeniør som studerer kryobiologi, til Nature.
Men han advarte om at praktiske anvendelser fortsatt er langt unna, og bemerket at å bevare store organer – enn si hele kropper – fortsatt er «langt utenfor studiens evner.»
Foreløpig kan teknologiens mest realistiske gevinst ligge i medisin i stedet for romfart.
Hvis forskere trygt kan stoppe hjernevevet uten å ødelegge det, kan legene en dag være i stand til å bremse eller stoppe skader under alvorlige skader, slag eller visse sykdommer – og kjøpe dyrebar tid til behandling.
Det kan også åpne døren for langsiktig lagring av organer for transplantasjon, og potensielt lette kronisk mangel.
