Dans une expérience radicale où certains experts se demandent ce que signifie être "vivant", les scientifiques ont restauré la circulation cérébrale et une certaine activité cellulaire dans le cerveau des porcs quelques heures après la mort des animaux dans un abattoir.
Les résultats, bien que effectués sur des porcs et non sur des humains, remettent en question l'idée de longue date qu'après la mort, les cellules cérébrales subissent des dommages soudains et irréversibles.
Au lieu de cela, les résultats, publiés aujourd'hui (17 avril) dans la revue Nature, montrent que le cerveau d'un grand mammifère "conserve une capacité de restauration" auparavant sous-estimée "de la circulation et de certaines activités cellulaires quelques heures après la mort, a déclaré Nenad Sestan, auteur principal de l'étude, professeur de neurosciences, de médecine comparée, de génétique et de psychiatrie à la Yale School of Medicine de New Haven.
"La principale implication de cette découverte est que ... la mort cellulaire dans le cerveau se produit sur une période plus longue que nous pensions auparavant", a déclaré Sestan lors d'une conférence de presse hier. Plutôt que de se produire quelques secondes ou minutes après la mort, "nous montrons que ... un processus graduel et par étapes", et que dans certains cas, les processus de mort cellulaire peuvent être reportés ou même inversés, a déclaré Sestan.
Pourtant, les chercheurs ont souligné qu'ils n'avaient observé aucune sorte d'activité dans le cerveau des porcs qui serait nécessaire au fonctionnement normal du cerveau ou à des choses comme la conscience ou la conscience. "Ce n'est pas un cerveau vivant", a déclaré Sestan. "Mais c'est un cerveau cellulaire actif."
Le travail pourrait fournir aux scientifiques de nouvelles façons d'étudier le cerveau, leur permettant d'examiner les fonctions dans l'ensemble du cerveau intact d'une manière qui n'était pas possible auparavant. Cela pourrait à son tour aider les scientifiques à mieux comprendre les maladies du cerveau ou les effets des lésions cérébrales, ont déclaré les chercheurs.
Bien que la présente étude ait été réalisée sur des porcs et non sur des humains, le cerveau des porcs est plus gros et plus semblable à l'homme par rapport aux cerveaux de rongeurs.
"BrainEx"
Dans l'étude, les chercheurs ont développé un nouveau système pour étudier le cerveau post mortem intact, baptisé BrainEx. C'est un réseau de pompes qui acheminent une solution synthétique - un substitut du sang - dans les artères du cerveau à une température corporelle normale.
À l'aide de BrainEx, les chercheurs ont étudié 32 cerveaux de porcs post-mortem provenant d'une installation de transformation du porc (qui auraient autrement été jetés). Les cerveaux ont été placés dans le système BrainEx 4 heures après la mort des porcs et ont été autorisés à "perfuser" avec le substitut de sang synthétique pendant 6 heures.
Pendant ce temps, le système BrainEx a non seulement préservé la structure des cellules cérébrales et réduit la mort cellulaire, mais a également restauré une certaine activité cellulaire. Par exemple, certaines cellules étaient métaboliquement actives, ce qui signifie qu'elles utilisaient du glucose et de l'oxygène et produisaient du dioxyde de carbone. D'autres cellules ont réagi avec une réponse inflammatoire lorsqu'elles ont été stimulées avec certaines molécules.
En revanche, les cerveaux "témoins" qui n'ont pas été traités avec BrainEx se décomposent rapidement.
"Nous pouvons voir des différences dramatiques entre les cerveaux que nous traitons avec notre technologie" et contrôler les cerveaux, a déclaré Sestan.
Préoccupations éthiques
Le Dr Neel Singhal, professeur adjoint de neurologie à l'Université de Californie à San Francisco, qui n'était pas impliqué dans l'étude, a déclaré que le travail était "stimulant", en raison de certains problèmes éthiques soulevés. Par exemple, bien que les scientifiques soient loin d'être en mesure de restaurer la fonction cérébrale chez les personnes souffrant de lésions cérébrales graves, si une certaine restauration de l'activité cérébrale est possible, "nous devrons changer notre définition de la mort cérébrale", a déclaré Singhal à Live Science. .
Les chercheurs n'ont vu aucun signe de conscience, et ce n'était pas un objectif de la recherche. En fait, la solution de sang synthétique comprenait plusieurs produits chimiques qui bloquent l'activité neuronale, le type d'activité qui serait nécessaire à la conscience.
De plus, si un type d'activité électrique organisée - le type nécessaire à la conscience - était apparu, les chercheurs étaient prêts à prendre des mesures pour arrêter cette activité en utilisant l'anesthésie et en abaissant la température du cerveau, a déclaré le co-auteur de l'étude, Stephen Latham, directeur de Yale's. Centre interdisciplinaire de bioéthique. En d'autres termes, mettre fin à l'expérience si cela se produisait.
Dans un commentaire publié parallèlement à l'étude, Nita Farahany, professeur de droit et de philosophie à l'Université Duke, et ses collègues ont appelé à davantage de lignes directrices sur les questions éthiques soulevées par l'étude, qui, selon eux, "remet en question des hypothèses de longue date sur ce qui fait qu'une animal - ou humain - vivant ".
Ces problèmes incluent comment détecter la conscience pour commencer et combien de temps des systèmes comme BrainEx devraient être autorisés à fonctionner.
Travail futur
Parce que l'étude n'a duré que 6 heures, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour savoir si BrainEx peut préserver le cerveau plus longtemps que cette période.
De plus, de nombreuses questions demeurent sur la similitude de ce modèle avec l'environnement cérébral. Le système n'utilise pas de vrai sang et le cerveau n'est pas baigné de liquide car il est à l'intérieur du crâne, a déclaré Singhal.
Mais si le système peut être utilisé dans de futures recherches sur le cerveau, cela "pourrait conduire à une toute nouvelle façon d'étudier le cerveau post mortem", Andrea Beckel-Mitchener, chef d'équipe de la BRAIN Initiative des National Institutes of Health, qui a cofinancé le recherche, a déclaré dans un communiqué. "La nouvelle technologie ouvre des opportunités pour examiner les connexions et les fonctions complexes des cellules et des circuits qui sont perdues lorsque les échantillons sont préservés par d'autres moyens", a déclaré Beckel-Mitchener. Le travail pourrait également stimuler la recherche sur les moyens de favoriser la récupération cérébrale après une perte de flux sanguin vers le cerveau, comme lors d'une crise cardiaque.
Pourtant, l'étude n'a pas réussi à faire revivre un cerveau, un porc ou un humain après la mort. "Fondamentalement, lorsque le cerveau perd sa circulation, c'est comme si un bâtiment très complexe venait de s'écrouler en un million de morceaux", a déclaré Singhal. Le nouveau travail suggère que cette méthode "peut restaurer une partie de la fondation" mais il y a encore la cathédrale du cerveau à construire au-dessus de cette fondation, a-t-il dit.
