Степень повреждений при заморозке

Следует отметить, что повреждения при заморозке, особенно повреждения мозга, не могут быть очень серьезными, хотя ни одно млекопитающее пока что не было полностью оживлено после полной заморозки с использованием довольно грубых методов, доступных сегодня.

Есть несколько сложностей в заморозке крупных животных. Сложно осуществить пропитывание защитными агентами, и нет возможности быстро заморозить глубоко находящиеся ткани. Вследствие этого, концентрированные соли могут вызывать денатурацию белков головного мозга, что заставляет сомневаться в успехе. В следующем разделе будет описано, как в действительности при заморозке можно избежать самых серьезных повреждений. В этом разделе будет объяснено, что даже если повреждения настолько серьезны, как это сейчас кажется, остаются убедительные причины для оптимизма.

Прежде всего, хотя сейчас сложно представить универсальный метод для исправления денатурации белков, это не означает, что такой метод в принципе невозможен. Во-первых, хотя сейчас мы не можем себе его представить, такой метод вполне может быть придуман, изобретательными людьми и доблестными машинами будущего. Как-никак, инженеры позапрошлого столетия считали летающие аппараты тяжелее воздуха невозможными; и до 1926 года, когда Шумнер выделил уреазу, было неизвестно, являются ли ферменты белками. (3) Более того, как мы видим, природа и степень денатурации не всегда является одинаковой и в некоторых случаях может быть незначительной; наконец, методы не обязательно должны быть «универсальными».

Следует подчеркнуть, что даже грубая заморозка часто не может убить все клетки, и даже «убитые» клетки получают повреждения различной степени тяжести; это верно, даже если мы сконцентрируем наше внимание на каком-то одном виде тканей. К тому же самые важные части клетки вполне могут оказаться и самыми морозостойкими.

То, что некоторые клетки могут пережить заморозку, даже когда большинство клеток «умирает», мы видим из работ Рея, который подверг ткани сердца зародыша курицы быстрой заморозке: «... В тканях, не защищенных глицерином, после нагревания рост отсутствует, за исключением нескольких клеток... некоторые странные клетки выживают, после нахождения в жидком азоте... Почему быстрое охлаждение жидким азотом убивает большую часть тканей?... мы думаем [, что эти изменения] происходят во время нагревания». (90)

Хотя курицы и не люди, а сердца — не мозги, факт выживания некоторых клеток очень важен; мы можем логически заключить, что, вероятно, многие клетки почти выжили и могли бы быть спасены учеными будущего с помощью более развитых технологий либо до нагревания, либо после него.

По аналогии представьте себе, что Вы наблюдаете воздушную атаку на колонну солдат. Если никто не поднимается после нее, скорее всего, все они уже мертвы. Но если хотя бы один или двое встают, весьма вероятно, что многие из оставшихся солдат всего лишь ранены, а не убиты.

Крейберг говорит: «Очевидно, что, будучи подверженными сильному охлаждению, многие клетки, часто большая часть клеток, умирает. Но иногда одиночные клетки, а иногда и небольшие группы клеток, выживают и могут сформировать культуру клеток или даже сложные структуры, что было продемонстрировано экспериментами с клетками яичников». (56)

Похожие результаты были достигнуты в экспериментах с нервными тканями млекопитающих, что для нас наиболее важно. Паско, работая с нервными узлами крыс, хотя в целом эксперимент был неудачным, обнаружил, что «один образец [без глицерина] хранился всю ночь при температуре –150 C°, и после нагревания нерв показал частичную работоспособность при прямой стимуляции». (86)

Но не только эксперименты показывают, что некоторые клетки могут переносить несовершенные методы заморозки, но и теория тоже. Процесс заморозки застанет различные клетки в самых разных условиях и в различных фазах цикла обмена веществ. Некоторым из них наверняка повезет.

Дополнительные свидетельства того, что повреждения мозга при заморозке могут быть умеренными даже при отсутствии защитных растворов, приводит доктор Х. Л. Розомов из Нейрологического института Нью-Йорка. Он наносил повреждения мозгу собаки, касаясь твердой мозговой оболочки медной трубкой, заполненной жидким азотом, на восемь минут. Если после этого собак держали при обычной температуре, они неизменно умирали, а изучение под микроскопом показывало «обширные повреждения клеточных элементов, особенно, нейронов, полное уничтожение клеточной архитектуры[25],...» Но из семи собак, после нанесения повреждений помещенных до нагревания на 18 часов в температуру 25 C° или ниже, две выжили, а остальные продержались в пять раз дольше, чем те, кого не подвергали гипотермии (пониженной температуре); более того, изучение повреждений показало, что: «кора головного мозга лучше сохранилась, а клетки получили менее серьезные повреждения, хотя и были обнаружены определенные негативные изменения, которые могут быть необратимыми». (93)

Экспериментаторы не ставили перед собой цели детально изучить действие заморозки, а скорее разобраться в возможности использования гипотермии для облегчения восстановления поврежденного мозга. Ученым удалось выяснить, что заморозка, скорее всего, не повреждает клетки. Это ясно означает, что наиболее серьезные повреждения происходят по причине анатомических и психологических явлений во время и после нагревания, а, будучи замороженными, клетки остаются в сравнительно хорошем состоянии. Как уже говорилось, это очень важно, поскольку наша задача состоит только в том, чтобы сохранить тело с минимальными повреждениями; если нужно, мы можем оставить решение проблем нагревания и последующего восстановления организма науке и технологиям будущего.

Аналогично, эксперименты с нервными тканями, обработанными глицерином, показывают, что наибольшие сложности, возможно, составляет не заморозка и хранение, а удаление глицерина. Доктор Смит, комментируя работу Паско, который изучил состояние нервных тканей крыс после полной пропитки их организмов раствором глицерина, говорит: «Повреждения нервных тканей, возможно, не являются лимитирующим фактором при попытках оживить целое животное, которое было пропитано глицерином, охлаждено до очень низкой температуры и снова нагрето». (110)

Потратив массу стараний, чтобы показать, что даже при грубых методах заморозки часть клеток может выживать и что даже «погибшие» клетки могут быть лишь незначительно повреждены, мы готовы сделать более определенные выводы.

Очень поможет, если читатель предварительно примет два предположения, которые будут доказаны позднее, в следующих главах:

(1) Мы постепенно начинаем овладевать, а, в конечном счете, полностью овладеем, методами чтения и модификации генетической информации, а также контроля над ростом, развитием и дифференциацией или специализацией соматических клеток (клеток тела). Станет возможным выращивать запасные части, большие или маленькие, или заставлять тело чинить себя, регенерируя недостающие части. (В случае с мозгом, конечно, полная замена или регенерация невозможны, поскольку это будет эквивалентно выращиванию нового индивида.)

(2) Богатство и ресурсы, доступные нам в будущем, будут расти все убыстряющимися темпами, как количественно, так и качественно. В частности, появятся фантастические машины, способные не только к действиям колоссальных масштабов, но и к «мышлению» на высочайших уровнях и манипуляции микроскопическими объектами. Вспомним, что память, скорее всего, хранится в виде изменений в белковых молекулах в клетках мозга[26], и каждый элемент памяти записан в различных областях мозга. (Поскольку предполагается, что записи памяти химически схожи с записями генетической информации, и поскольку последние способны переносить температуру жидкого гелия, возможно, что и память настолько же морозоустойчива, хотя это для наших целей и не принципиально.) Другие части личности могут храниться схожим образом, а могут и содержаться в более крупных структурах, как, например, межнейронных соединениях (аксонах).

Есть неплохие шансы, что надмолекулярные структуры можно будет успешно наблюдать и изучать после заморозки. Поэтому может оказаться достаточным, если хотя бы небольшое количество клеток мозга останется сравнительно невредимым; этого хватит для достаточно точной реконструкции мозга с использованием вновь выращенных тканей.

Хирургические роботы будущего будут обладать возможностями, едва намечающимися сейчас, но первые шаги уже были сделаны в клеточной хирургии. Были проведены операции на отдельных клетках, например, ядро было пересажено из одной амебы в другую, и даже в амебу другого вида! (27) Так что, если будут необходимы методы «грубой силы», можно представить, что гигантские хирургические машины, работающие по двадцать четыре часа в сутки, десятилетиями или даже веками, постепенно восстановят замороженные мозги, клетка за клеткой, а важнейшие участки даже молекула за молекулой.

Поспешим добавить, что, по всей вероятности, используемые методы будут намного более элегантными и не предвиденными нами. Известный химик Лайнус Полинг не так давно сказал: «Великие открытия будущего — те, что сделают мир отличным от сегодняшнего — это открытия, о которых никто пока еще не думал... Я знаю... что... будут сделаны открытия, для описания которых у меня не хватит воображения, и я ожидаю их, полный любопытства и энтузиазма». (88)

Мы также должны хорошо помнить о том, что только те, кто будет заморожен в самом ближайшем будущем, могут быть значительно повреждены; в ближайшем будущем темп исследований значительно ускорится, и станут доступными безвредные технологии заморозки. В действительности же человек уже сейчас, вероятно, мог бы быть заморожен со сравнительно небольшими повреждениями, как показано в следующем разделе.

Дата добавления: 2015-11-26