A krionika megőrzési szakaszát ma már el tudjuk végezni. A folyamat visszafordítására viszont még nem vagyunk képesek.
Az, hogy „ezt még nem tudjuk visszafordítani”, valójában több különböző problémát takar, és ezek megoldása nem egyformán távoli. Ez a cikk technikai szempontból egészíti ki azt a kérdést, hogy miért nem lehetséges ma az életfunkciók helyreállítása.
A felmelegítés a veszélyes irány
Elsőre talán meglepő, de a lehűtés a folyamat könnyebb része. A legnagyobb nehézségek a felmelegítés során jelentkeznek.
A lehűtés lassan és körültekintően végezhető. A felmelegítésnek viszont gyorsnak kell lennie, mert a lassú felmelegítés újabb esélyt ad a jégkristályok kialakulására.
Az üvegesített mintának ismét át kell haladnia azon a hőmérséklet-tartományon, ahol az üvegszerű szerkezet részben kristályosodhat.
Ezt a folyamatot dekristályosodásnak nevezik, és éppen az üvegesítés előnyeit semlegesítheti.
A felmelegítés során nemcsak a jégképződés jelent veszélyt. Az egyenetlen felmelegítés hőfeszültséget okoz, ezért az egyébként jégképződéssel szemben ellenálló üvegszerű anyag megrepedhet.
A felmelegítési eljárásnak tehát egyszerre két kockázatot kell kezelnie, ráadásul az egyik csökkentése rendszerint fokozza a másikat.
Egyetlen sejt esetében ez még kezelhető. Egy sejt meleg fürdőben egy percen belül felmelegíthető, mert teljes térfogata csaknem egyszerre melegszik át.
Nagyobb méretben azonban alapvetően más jellegűvé válik a feladat. Egy nagy térfogatú tárgy nem melegszik egyenletesen: a külső rész gyorsabban melegszik, mint a belső, és a különböző szövetek is más ütemben melegednek.
A lassabban melegedő területek visszajuthatnak a jégképződésre hajlamos hőmérséklet-tartományba, miközben a szomszédos részek már biztonságos hőmérsékleten vannak.
A követelmény tehát nemcsak a gyorsaság. A teljes térfogatnak gyorsan és egyenletesen kell felmelegednie, és az egyenletesség a nehezebb feltétel.
Jelenleg két megközelítést vizsgálnak. Az egyik módszer nagy intenzitású, fókuszált ultrahangot alkalmaz, amellyel egy fonálférget már sikeresen felmelegítettek és életre keltettek.
A másik módszer a nanofelmelegítés: mágneses nanorészecskéket juttatnak a szövetbe, amelyeket váltakozó mágneses tér belülről melegít, így a hőtermelés a szövet egészében közel egyidejű lehet.
Az eddig vizsgált módszereket csak kis méretű mintákon mutatták be. A kis méretű mintákról az emberi léptékre való áttérés nem merül ki egy nagyobb berendezés megépítésében.
A méreganyagoknak is ki kell kerülniük a szervezetből
A felmelegítés nehézségeinek kémiai, nem pusztán hőtani okai is vannak.
A krioprotektánsok, amelyek lehetővé teszik a megőrzést, kriogén hőmérsékleten kevésbé okoznak károsodást, mert a kémiai folyamatok rendkívül lelassulnak.
A felmelegedés során azonban toxikus hatásuk ismét érvényesül. Eltávolításukat ugyanaz az időkorlát nehezíti, mint magát a felmelegítést.
Ezeket az anyagokat a felmelegítés során gyorsan, ellenőrzött módon és a test egészében egyenletesen kell eltávolítani, mielőtt károsítanák a szöveteket.
A két követelmény nehezen egyeztethető össze. A gyors felmelegítés kevesebb időt hagy az eltávolításra, a lassabb felmelegítés viszont jégképződést kockáztat.
Itt is a méret jelenti az egyik fő akadályt. Az anyagok eltávolításához folyadékot kell átvezetni egy olyan érrendszeren, amely hosszú időt töltött kriogén hőmérsékleten.
Ma nincs olyan eljárás, amely emberi léptékben mindkét követelménynek megfelelne. Ez a terület egyik legfontosabb megoldatlan problémája, és ezért jelenleg nem lehetséges élő embert biztonságosan visszafordítható módon krioprezervációban tartani.
A másik lehetséges megközelítés a krioprotektánsok toxicitásának csökkentése. Ez azonban hosszú kutatási programot igényel, és jelenleg még megoldatlan kérdés: lásd a terület fejlődését.
És az eredeti probléma is ott vár tovább
Tegyük fel, hogy a felmelegítés és a krioprotektánsok eltávolítása tökéletesen sikerülne. Ebben az esetben is olyan beteggel állnánk szemben, akinél továbbra is fennállna az a betegség vagy sérülés, amely a jogi halál beálltához vezetett.
Ehhez járulna minden, a folyamat során keletkezett iszkémiás és megőrzési eredetű károsodás.
A teljes visszafordítás valamennyi károsodás helyreállítását jelentené, ezért az életfunkciók helyreállításának komoly szakmai forgatókönyvei ma még nem létező technológiákkal számolnak.
Ezt a döntő problémát gyakran figyelmen kívül hagyják, amikor az életfunkciók helyreállításáról esik szó. A felmelegítés látványosabb kérdés, de a betegség vagy sérülés kezelése valószínűleg ennél is nehezebb feladat.
Egy áttétes rákbetegségben elhunyt, megőrzött beteg esetében a rákot is kezelni kellene, nem elegendő pusztán felmelegíteni a testet. A két probléma közül a megőrzés a könnyebb.
A legrészletesebb ismert tervet Robert Freitas dolgozta ki Cryostasis Revival címmel. Két nagy útvonalat vázol fel.
A hagyományos útvonal szerint először feltérképeznék az üvegesített szerkezetet, majd eltávolítanák a krioprotektánst, és molekuláris gépekkel állítanák helyre a szöveteket a felmelegítés során.
A radikálisabb útvonal, a molekuláris rekonstrukció, atomról atomra feltérképezné az agyat, majd e térkép alapján építené újjá.
Mindkét elképzelés a jövő technológiáira épít, és a fejlett nanotechnológia megvalósulását feltételezi. A téma részletesebb áttekintése itt olvasható: hogyan érhetjük el az életre keltést.
Mi történt eddig valóban, és milyen méretben
Félrevezető lenne azt állítani, hogy a visszafordítás minden léptékben kizárólag elméleti kérdés. Néhány részproblémában már születtek eredmények, ezért fontos pontosan megnevezni ezeket.
Egy nyúlvesét már üvegesítettek, felmelegítettek és átültettek, majd igazolták a működőképességét. Ez egy teljes szervre vonatkozó, sikeres kísérlet volt, amelynek eredményeit 2009-ben közölték.
2023-ban ugyanezt az eljárást nanofelmelegítéssel is elvégezték. Patkányvesét üvegesítettek, legfeljebb 100 napig kriogén hőmérsékleten tároltak, belülről felmelegítettek, majd olyan patkányokba ültettek át, amelyek kizárólag ezzel az egy vesével éltek tovább.
Az agyszöveten végzett kísérletek az üvegesítés utáni funkcionális helyreállásra is utalnak; a vonatkozó tanulmányok itt olvashatók: releváns kutatási publikációk.
A következő ésszerű lépcsőfokot a szervek jelentik, elsősorban az érrendszerük miatt. A nanofelmelegítés azon alapul, hogy a részecskék az ereken keresztül oszlanak el, márpedig érrendszerrel a szervek rendelkeznek, az önálló szövetdarabok viszont nem feltétlenül.
Itt azonban fontos az arányok pontos bemutatása. Egy patkányvese körülbelül egy szőlőszem méretű, és egyetlen funkciója van.
Az emberi agy ennél sokkal nagyobb és bonyolultabb, ráadásul nem egyetlen szervi funkciót, hanem az ember személyes emlékeit és idegrendszeri szerkezetét kellene helyreállítani.
Óriási különbség van a méret, a bonyolultság és az elvárt helyreállítás mértéke között, hiszen a halál kiváltó okát is kezelni kellene.
Az eddigi eredmények a fokozatos fejlődés irányát jelzik, ahogy a kutatás egyre nagyobb léptékű minták felé halad. Arra azonban nem adnak megbízható ütemtervet, mikor válhat mindez emberi léptékben megvalósíthatóvá.
Röviden: a visszafordítható emberi krioprezervációhoz biztonságos felmelegítésre, a krioprotektánsok eltávolítására, valamint a megőrzési károk helyreállítására és az eredeti betegség kezelésére lenne szükség. Ezek a képességek jelenleg emberi léptékben nem állnak rendelkezésre.
Fedezze fel ezt a gyakorlati eszközt
Használja az interaktív eszközt a cikkben szereplő kérdés feltárásához.
Az interaktív eszköz betöltése…
További olvasmányok