Мозг пережил глубокую заморозку
Заморозить мозг так, чтобы после размораживания он снова «заработал», долгое время казалось научной фантастикой. Однако теперь исследователи сделали шаг в сторону этой идеи: немецкие ученые показали, что участки мозговой ткани способны сохранять функциональность даже после экстремальной криоконсервации.
В ходе эксперимента исследователи заморозили ткани гиппокампа взрослых мышей до температуры −196 градусов Цельсия – примерно такой же, как у жидкого азота. После размораживания они проверили состояние нейронов и обнаружили, что электрическая активность клеток не исчезла, а синаптические связи между ними продолжали работать. Результаты этой работы были опубликованы в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ключевую роль в успехе эксперимента сыграла технология витрификации. В отличие от обычного замораживания, при котором в тканях образуются кристаллы льда, витрификация предполагает сверхбыстрое охлаждение. Благодаря этому вода и растворенные вещества не кристаллизуются, а переходят в стеклообразное состояние. Такая «стеклянная» форма сохраняет структуру ткани, не разрушая клетки.
Именно образование льда обычно считается главным препятствием для криоконсервации мозга. Кристаллы повреждают клеточные мембраны, нарушают сложную архитектуру ткани и буквально разрывают связи между нейронами. В результате после обычной заморозки нервная ткань теряет способность к работе.
Однако в новом эксперименте картина оказалась иной. После размораживания в срезах гиппокампа ученые обнаружили сохранение структурной целостности ткани. Более того, продолжали функционировать митохондрии – энергетические станции клеток, сохранялась возбудимость нейронов и передача сигналов между ними. То есть клетки не просто выжили, но и смогли снова включиться в работу.
Особенно важным результатом стало сохранение долговременной потенциации – механизма, который считается клеточной основой обучения и памяти. Это означает, что даже после полной остановки молекулярного движения в замороженном состоянии ткань смогла восстановить свойства, характерные для активной нейронной сети.
При этом авторы исследования подчеркивают: речь пока не идет о заморозке целого мозга с последующим восстановлением сознания. До подобных экспериментов наука еще очень далека. Тем не менее полученные результаты меняют представление о том, насколько уязвима нервная ткань к экстремальному холоду.
Исследование показывает, что мозг может переносить глубокую заморозку значительно лучше, чем считалось ранее, а это открывает новые перспективы – от долгосрочного хранения биологических тканей до более глубокого понимания того, как устроена и работает память на уровне клеток.
Подготовил Роман БОНДАРЧУК, УзА
