Krioprezerwacja jest często omawiana jako jedno ogromne pytanie: czy człowiek może zostać przywrócony do życia po krioprezerwacji?
To pytanie jest emocjonalnie szczere, lecz technicznie bezużyteczne.
Kompresuje ono cały łańcuch problemów biologicznych, logistycznych i instytucjonalnych w jedno proste 'tak' lub 'nie'.
Inżynier zaczyna od czegoś innego.
Co musi pozostać prawdziwe na każdym etapie? Co można zmierzyć? Które awarie są możliwe do naprawienia, a które niszczą informacje, których żadne przyszłe narzędzie nie mogłoby odtworzyć?
Ten sposób myślenia nie dowodzi, że przywrócenie do życia się powiedzie. Umożliwia jednak lepsze zidentyfikowanie miejsc, w których mogłoby dojść do niepowodzenia.
Podziel problem na mniejsze części.
Przypadek krioprezerwacji rozpoczyna się przed dotarciem pacjenta do placówki przechowywania.
Zespół potrzebuje terminowego powiadomienia, prawnego upoważnienia, dostępu do pacjenta oraz trasy transportu.
Po śmierci klinicznej krążenie ustaje. Dostarczanie tlenu spada, metabolizm ulega zaburzeniu, a komórki rozpoczynają sekwencję zmian prowadzących do uszkodzeń.
Chłodzenie spowalnia ten proces, lecz samo w sobie nie przywraca krążenia ani nie rozprowadza roztworu krioprotekcyjnego.
Perfuzja musi dotrzeć do tkanek poprzez układ naczyniowy, który może być już uszkodzony, zablokowany lub zmieniony przez chorobę.
Roztwór musi wniknąć w użytecznym stężeniu, nie powodując niedopuszczalnego stresu osmotycznego lub toksyczności chemicznej.
Następnie pacjent musi zostać schłodzony przez przejście w stan szklisty bez nadmiernego tworzenia się lodu lub stresu termicznego.
Przechowywanie musi pozostać stabilne przez nieznany okres. Instytucja odpowiedzialna za pacjenta musi pozostawać finansowana, zarządzana i funkcjonująca.
Hipotetyczne przywrócenie do życia dodaje kolejny łańcuch: kontrolowane ogrzewanie, usunięcie krioprotektantów, naprawa uszkodzeń, przywrócenie funkcji oraz rehabilitacja.
Żdy pojedynczy eksperyment nie odpowiada na wszystkie te kwestie.
Wartość podejścia inżynierskiego nie polega na tym, że czyni problem łatwym. Pozwala ono na konkretyzację niepowodzeń.
Konkretne awarie mogą zostać zbadane.
Jakość reakcji można ocenić poprzez osie czasowe przypadków oraz poprzezMetryka S-MIX.
Rozkład substancji krioprotekcyjnych można oszacować na podstawie danych o perfuzji oraz pomiarów tomografii komputerowej. Schładzanie można ocenić na podstawie przebiegów temperatury, a nie na podstawie opisu sporządzonego po zakończeniu procedury.
Ultrastrukturę mózgu można badać za pomocą mikroskopii elektronowej w badaniach z odpowiednią zgodą. Systemy przechowywania można audytować pod kątem zużycia azotu, alarmów, zapisów oraz instytucjonalnego oddzielenia.
Dlatego też Biostasis Codex traktujeniedokrwienie,perfuzję orazschładzanie jako odrębne problemy.
Nazywanie ich wszystkich „procedurą” ukrywa informacje niezbędne do ich udoskonalenia.
Narzędzie praktyczne w szczegółach
Interaktywne narzędzie pomaga zbadać pytanie poruszone w tym artykule.
Ładowanie interaktywnego narzędzia...
Postęp nie wymaga przywrócenia człowieka do życia
Istnieją dobre powody, aby unikać dwóch przeciwstawnych błędów.
Pierwszym jest odrzucanie każdego wyniku z uwagi na to, że żaden człowiek nie został przywrócony do życia. Drugim jest traktowanie postępu w jednej dziedzinie jako dowodu na słuszność całej propozycji.
Oba podejścia prowadzą do utraty możliwości precyzyjnej analizy.
W 2019 badanie BrainEx przywróciło mikrokrążenie oraz niektóre funkcje molekularne i komórkowe w izolowanych mózgach świń cztery godziny po śmierci.
Naukowcy zaobserwowali zachowaną architekturę komórkową, aktywny metabolizm oraz spontaniczną aktywność synaptyczną. Nie zaobserwowali natomiast globalnej aktywności elektrycznej związanej ze świadomością.
Otowynik BrainEx podważył prosty obraz, w którym każda komórka mózgowa przekracza nieodwracalną granicę w ciągu kilku minut.
Nie dowiódł on odzyskania umysłu, ani nie był eksperymentem z krioprezerwacją.
OrganEx rozszerzył powiązane prace w ramach 2022. Po godzinie ciepłej niedokrwistości u świń system przywrócił wybrane procesy komórkowe i zmniejszył śmierć komórek w kilku narządach.
Ponownie,badanie z użyciem OrganEx dotyczyło odzyskiwania funkcji komórkowych po niedokrwistości. Nie było to przywrócenie życia całego organizmu.
Kolejny element pojawił się w ramach 2023.
Naukowcy zeszklili nerki szczurów, przechowywali je przez okres do 100 dni, ogrzali je przy użyciu nanocząsteczek i przeszczepili do szczurów, których własne nerki zostały usunięte.
Przeszczepione narządy podtrzymywały zwierzęta. Funkcja nerek powróciła w ciągu kolejnych tygodni.
badanie z użyciem nanogrzejnictwa ma znaczenie, ponieważ ogrzewanie jest główną przeszkodą w krioprezerwacji narządów.
Jest to także badanie na nerkach szczurów.
Ludzki mózg jest większy, bardziej zróżnicowany i powiązany z problemem pamięci oraz tożsamości. Cały ludzki organizm wprowadza odmienne ograniczenia dotyczące przenoszenia ciepła i perfuzji.
Skalowanie nie jest przypisem. Zmienia ono problem.
Mimo to, te wyniki mają znaczenie. Zastępują one szerokie twierdzenia na temat tego, czego biologia „nie może” odzyskać, węższymi pytaniami dotyczącymi warunków, metod i skali.
Naprawa zależy od zachowanej informacji
Załóżmy, że przyszła medycyna stanie się wyjątkowo dobra w naprawie komórek.
Naprawa nadal wymaga celu.
Jeśli naczynie krwionośne pęknie, otaczająca je struktura może ujawnić, co należy umieścić w odpowiednim miejscu. Jeśli sieć synaptyczna zostanie wymazana, naprawa może nie mieć żadnego zapisu, do którego mogłaby się odwołać.
To jest różnica między uszkodzeniem a utratą informacji.
Uszkodzoną książkę można odrestaurować, gdy litery pozostają czytelne. Strona zredukowana do popiołu nie stanie się czytelna jedynie dlatego, że konserwator dysponuje lepszymi narzędziami.
Analogia ma swoje ograniczenia, lecz pytanie jest konkretne: czy obecne metody konserwacji zachowują wystarczająco dużo fizycznej struktury, która podtrzymywała daną osobę?
Nauka nie zna jeszcze pełnej odpowiedzi.
Wspomnienia nie są przechowywane jako prosty plik w jednym miejscu. Istotna jest łączność synaptyczna, lecz równie ważna może być siła synaptyczna, stany molekularne, geometria komórkowa oraz inne zmienne biologiczne.
Niepewność jest badana wpamięć, tożsamość i mózg.
Zmienia to cel, do którego powinny dążyć pomiary jakości.
Dobra metryka musi wykazywać więcej niż tylko to, że pacjent staje się zimny. Powinna testować pośrednie wskaźniki zachowania struktury na kilku poziomach.
Oznacza to łączenie osi czasowych, danych fizjologicznych, dystrybucji krioprotektantu, obrazowania oraz, tam gdzie jest to etycznie i praktycznie możliwe, mikroskopii.
Żaden pojedynczy pomiar nie potwierdza zachowania osoby.
Kilka niedoskonałych pomiarów może jednak ujawnić słabe procedury i wspierać doskonalsze.
Inżynieria odróżnia również granicę od złej implementacji.
Jeśli krioprotektant nie dociera do jednego regionu, przyczyną może być niedrożność naczyniowa, niewystarczające ciśnienie, słabe wprowadzenie cewnika lub protokół, który nie nadaje się do skalowania.
Te wyjaśnienia sugerują różne odpowiedzi.
Fizyczna granica wskazuje, że cel nie może zostać osiągnięty w danych warunkach. Zła implementacja mówi, że ten konkretny wysiłek nie osiągnął celu.
Mylenie tych dwóch pojęć prowadzi do błędnej pewności siebie w obu kierunkach.
Jeden udany eksperyment z małym organem nie usuwa ludzkiego limitu skalowalności. Jeden słaby przypadek w terenie nie dowodzi, że każdy lepiej kontrolowany przypadek musi zakończyć się identycznie.
Dowody wymagają określenia granic: gatunek, organ, temperatura, opóźnienie, roztwór, pomiar i punkt końcowy.
Ta dyscyplina sprawia, że postęp staje się trudniejszy do ogłoszenia, ale znacznie łatwiejszy do zaufania.
Organizacja stanowi część problemu inżynieryjnego.
Nawet technicznie doskonała procedura może zostać pokonana przez instytucję, która zawodzi.
Długoterminowe przechowywanie należy zatem traktować jako część modelu inżynieryjnego, a nie jako zagadnienie biznesowe pozostające poza nim.
Kto ponosi prawną odpowiedzialność za pacjenta? Czy kapitał opieki nad pacjentem jest oddzielony od finansów firmy operacyjnej? Czy rachunki i struktura zarządzania są jawne?
Czy przechowywanie może być kontynuowane w przypadku awarii zasilania, zmiany personelu, problemów z dostawcą lub bankructwa?
Nie istnieje instytucja wolna od trybów awaryjnych.
Pytanie brzmi, czy te tryby zostały zidentyfikowane, oddzielone tam, gdzie to możliwe, oraz wyposażone w odpowiedź, która nie zależy od jednego niezawodnego człowieka.
Struktury stosowane przez Tomorrow.bio, Fundację Opieki nad Pacjentem oraz European Biostasis Foundation są wyjaśnione wekosystemie Tomorrow.bio.
Ta architektura stanowi dowód planowania. Nie jest jednak gwarancją, że wieki przechowywania będą przebiegać bez zakłóceń.
Ten sam standard powinien obowiązywać w każdej części biostazji.
Określ cel. Zapisz dane wejściowe. Zmierz, co się wydarzyło. Opublikuj wystarczająco szczegółów, aby umożliwić krytykę. Ulepszaj najsłabsze ogniwo.
I zachowaj jedno zdanie widoczne przez cały czas: nic z tego nie dowodzi, że przywrócenie do życia jest wykonalne.
Oświadczenie o świadomej zgodzie Tomorrow.bio dotycząceinformed-consent disclosure mówi wprost, że reanimacja może nigdy nie stać się możliwa.
Inżynieria nie usuwa tej niepewności.
To właśnie w ten sposób unikamy traktowania niepewności jako przyzwolenia na zaprzestanie pomiarów.
TL;DR: Biostaza stanowi łańcuch odrębnych problemów technicznych i instytucjonalnych. Inżynieria może mierzyć i ulepszać każde ogniwo, jednak postęp w obrębie poszczególnych ogniw nie dowodzi, że ludzkie wskrzeszenie stanie się możliwe.
Dalsza lektura