Pewnego dnia natknęliśmy się na dziwne wieści. Nie słyszy się o tym codziennie. Startup sponsorowany przez Massachusetts Institute of Technology za 10 000 dolarów utrzyma Twój mózg na poziomie synapsy. Firma obiecuje, że już w tym stuleciu pojawią się neuronaukowcy, którzy będą w stanie wydobyć informacje zapisane w tych synapsach, przesłać je do superkomputera, ponownie załadować wspomnienia i „zarchiwizować umysł”. Ale jest jedna rzecz: technologia będzie działać tylko wtedy, gdy jeszcze żyjesz. Aby twój mózg był połączony - skomplikowana sieć połączeń wszystkich synaps mózgu - będą musieli cię zabić. Brzmi niesamowicie zabawnie lub absurdalnie szalenie. Aż trudno w to uwierzyć. Ale jesteśmy dorośli, interesuje nas naukowa strona problemu, a nie zwykłe obietnice.
Nie tak dawno Nectome pokazał nawet swoje niebieskie marzenie inkubatorowi startupów Y Combinator i … znalazł się na liście pożądanych partnerów. Klienci pojawili się niemal natychmiast. Nietrudno zrozumieć, dlaczego: Nectome sprzedaje stary, ale bardzo atrakcyjny pomysł przesłania świadomości do chmury.
Poczekaj, aż sceptycznie przewrócisz oczami. Technika Nectome Brain Conservation Technique zdobyła nagrodę 80 000 dolarów od Brain Conservation Foundation (BPF) za ochronę mózgu świni. Teraz połączyli siły z jednym z najwybitniejszych neurotechnologów z Massachusetts Institute of Technology (MIT), dr Edem Boydenem, aby wspólnie kontynuować pracę nad tą metodą.
Boyden wcześniej opracował niesamowitą technologię, która fizycznie powiększa tkankę mózgową 10 do 20 razy. Łącząc specjalny sos do kriokonserwacji Nectome z mikroskopem ekspansyjnym Boydena, startup może osiągnąć coś zdumiewającego: zachować cały ludzki mózg w nanoskali, gdzie każdą synapsę można zobaczyć pod mikroskopem elektronowym.
Pomysł przyciągnął niedawno dotację w wysokości 900 000 dolarów od National Institutes of Health i ponad 1 milion dolarów dofinansowania.
Dr Sebastian Sjung powiedział kiedyś: „Jestem moim łącznikiem”. Nietrudno sobie wyobrazić, że twoje wspomnienia (a nawet ciebie) można wydobyć ze starannie zachowanego mózgu, a twoja świadomość nabierze nowego życia.
Krótko mówiąc, mózg w kadzi nie jest niczym nowym. Ale co wtedy?
Film promocyjny:
Zatrzymany w czasie
W przeciwieństwie do kriogenów, Nectome nie przechowuje głowy w kadziach z ciekłym azotem. Zamiast tego wykorzystuje stabilizowaną aldehydem metodę krioprotekcji (ASC) do balsamowania żywego mózgu przed krioochroną.
Głównym celem nie jest utrzymanie „biologicznej witalności”, mówi zespół startupowy, „ale utrzymanie delikatnego i wysoce strukturalnego kształtu mózgu”.
ASC, opublikowana po raz pierwszy w Cryobiology w 2015 roku, to wyjątkowo nieprzyjemna metoda: zanurzony w stanie całkowitego znieczulenia (znieczulenia) organizm, podczas gdy serce jest sztucznie podtrzymywane, pozbywa się krwi, którą zastępuje substancja chemiczna zwana glutaraldehydem. Ten element ustalający działa jak kajdanki molekularne, zszywając białka i stabilizując ich strukturę.
Pamiętaj: ten proces zabija mózg. Nie ma powrotu.
Ale to jest właśnie cel. Martwy mózg nie może rozpocząć pośmiertnych procesów biologicznych prowadzących do rozkładu. Element ustalający sprawia, że mózg jest tak naturalny, jak to tylko możliwe - neuronaukowcy często używają go do przetwarzania próbek mózgu przed spojrzeniem przez mikroskop.
Po „naprawieniu” zespół Nectome używa automatycznej pompy do uruchomienia własnego układu krążenia, ale z roztworem krioochronnym. Mózg jest następnie usuwany przez chirurgów i umieszczany w akumulatorze w celu schłodzenia do -135 stopni Celsjusza.
W ten sposób „wydaje się, że czas biologiczny się zatrzymał, umożliwiając przechowywanie mózgu przez bardzo długi czas” - wyjaśniają naukowcy.
Po raz pierwszy przetestowana na mózgach królika i świni, technologia działała świetnie. Po rozmrożeniu krioprotekcja jest wymywana, pozostawiając w pełni zakonserwowany mózg do analizy konektomicznej.
Teraz zastąp króliki i świnie ludźmi. Właśnie to Nectome chce robić dla swoich klientów.
Bezcenna waluta
Według MIT Technology Review, Nectome już włączył swoje palce w ochronę ludzkiego mózgu. W lutym zespół kupił mózg niedawno zmarłej kobiety i wykonał ASC w kostnicy. Cały proces trwał około sześciu godzin.
Chociaż cenny organ był martwy w ciągu dwóch i pół godziny, mózg kobiety był „jednym z najlepszych, jakie kiedykolwiek zachowały się” - mówi współzałożyciel Nectome, Robert McIntyre.
Odłóżmy na chwilę dygresję i odłóżmy na bok obietnicę przesłania świadomości. Integracja ASC z rozszerzoną mikroskopią ma ogromny potencjał naukowy. Według Ma Chao, profesora Chińskiej Akademii Nauk Medycznych, tkanki leczone ASC mogą dostarczyć ważnych informacji o strukturach subkomórkowych w neuronie.
„Ta informacja może być bardzo ważna dla badań nad starzeniem się mózgu i zaburzeniami zwyrodnieniowymi” - powiedział w wywiadzie.
Porównując na przykład struktury synaptyczne zdrowego mózgu i mózgu z chorobą Alzheimera, naukowcy mogą uzyskać cenne dane - które obszary mózgu są najbardziej dotknięte, jakie patologie strukturalne i tak dalej.
Odtworzony umysł
Nie wszyscy zgadzają się, że ASC to odpowiedni sposób na „archiwizację umysłu”.
Niektóre argumenty przeciw są technologiczne. Pomimo miliardów dolarów i kilku programów do mapowania mózgu na dużą skalę, nikt (jak dotąd) nie był w stanie uchwycić mózgu ssaka na poziomie synaps - nawet myszy.
Ale skala mózgu myszy i człowieka jest bardzo różna: w ludzkim mózgu znajdują się miliony neuronów, z których każdy tworzy tysiące połączeń z innymi, tworząc tryliony synaps. Dziś nawet najbardziej zaawansowane próby przedstawienia takiego obrazu nie radzą sobie nawet z milimetrowym sześciennym mózgiem myszy.
Dr Kenneth Hayworth, prezes Brain Preservation Foundation, nie widzi w tym problemu. Mówi, że za 100 lat będziemy mieć technologię obrazowania całego mózgu. Wypowiadając się na rzecz ASC jako zabiegu u schyłku życia, zauważa, że skoro zawartość informacji jest zachowana, istnieje „przynajmniej możliwość wyzdrowienia pacjenta w przyszłości przy pomocy bardzo zaawansowanych technologii”.
Na bok bariery technologiczne. Być może znacznie bardziej kontrowersyjnym pomysłem byłoby to, że twoje wspomnienia, myśli i osobowość można odzyskać, studiując samą strukturę.
W końcu żywy mózg jest w ciągłym ruchu. Neurolodzy często wychwytują przemijający proces neuronów, wkładając elektrody do mózgu w celu wychwycenia sygnałów elektrycznych. Lub używają świecących w ciemności czujników białek do monitorowania aktywności neuronalnej.
Innymi słowy, jak każdy proces biologiczny, myśl jest dynamiczna. Niemożliwe jest odtworzenie całej osoby za pomocą samych liter DNA - ekspresja jego DNA oparta na złożonych interakcjach między nim a otoczeniem jest tym, co czyni go osobą.
Podobnie jest całkiem możliwe, że nie będziesz w stanie zrekonstruować historii aktywności neuronalnej z nieruchomego mózgu. Może nie być możliwe wyodrębnienie jednej myśli z pełnej mapy konektomu.
Dr Sam Gershman, neurolog i informatyk z Uniwersytetu Harvarda, nazywa to połączenie „funkcjonalnie wyczerpanym źródłem informacji o funkcjonowaniu mózgu”.
Pomyśl o tym: neuronaukowcy mają pełne powiązanie z C. elegans, nicieni od lat 80. Czego to stworzenie przeżyło przed śmiercią? Jakie były jego ostatnie myśli? Pomimo faktu, że robak miał tylko 7000 połączeń neuronowych, nigdy się niczego nie nauczyliśmy.
„Sama struktura synaptyczna zapewni jedynie statyczną mapę” - mówi Ma. „Jednak istnieje wiele innych czynników, które mogą wpływać na pamięć i inteligencję. Zamrażając mózg w określonym momencie, tracimy tymczasowe informacje o mózgu”.
W końcu nie jest jasne, co należy zapisać, aby wydobyć „ciebie” z ogromnej mieszanki połączeń neuronowych w twojej głowie. Czy struktura synapsy jest wystarczająca? Czy musimy również wychwytywać białka związane z pamięcią? A co z komórkami nieneuronowymi, glejami, które są zaangażowane w pamięć? A może lepiej byłoby zasymulować siłę synaps w żywym mózgu wewnątrz komputera, aby móc „załadować świadomość” po śmierci (a także przed nią)?
Nectome ma na to plan: do 2020 roku planują wydobyć „bity pamięci wysokiego poziomu” z przechowywanego mózgu myszy. W ludzkim mózgu nawet jeszcze tego nie próbowali.
Etyczne niuanse
Pytanie, czy firma jest w stanie dotrzymać obietnicy. Ale być może bardziej niepokojące jest to, co Nectome planuje zaoferować w rzeczywistości jeszcze niesprawdzoną usługę dla nieuleczalnie chorych.
Po konsultacji z prawnikami dobrze zorientowanymi w kwestii eutanazji, firma zdecydowała, że jej usługi będą całkiem legalne. Ale nawet Hayworth uważa, że należy podchodzić do tego z ostrożnością.
Wszelkie zmiany w metodzie ASC muszą zostać dokładnie przetestowane na zwierzętach i ocenione przez szerszą społeczność medyczną, zanim zostaną zaproponowane jako procedura medyczna.
Na razie w kolejce jest już 25 osób i ta liczba będzie rosła. W końcu potencjał przebudzenia, choć niewielki, jest zbyt kuszący.
Nadal nie zmieniasz zdania? Pomyśl intensywnie.
„Nie zaczęliśmy nawet interpretować zarejestrowanych synaps w kategoriach wspomnień żyjących ludzi” - powiedział dr Ai-Ming Bao, zastępca dyrektora School of Medicine na Zhejiang University w Chinach. „To jest prawdziwa science fiction. Za dużo obiecują”.
Ilya Khel