Dalam percobaan radikal yang membuat beberapa ahli mempertanyakan apa artinya menjadi "hidup", para ilmuwan telah memulihkan sirkulasi otak dan beberapa aktivitas sel dalam otak babi beberapa jam setelah hewan-hewan itu mati di rumah jagal.
Hasilnya, meskipun dilakukan pada babi dan bukan manusia, menantang pandangan lama bahwa, setelah kematian, sel-sel otak mengalami kerusakan yang tiba-tiba dan tidak dapat dipulihkan.
Sebaliknya, temuan yang diterbitkan hari ini (17 April) dalam jurnal Nature, menunjukkan bahwa otak mamalia besar "mempertahankan kapasitas yang sebelumnya kurang dihargai untuk pemulihan" sirkulasi dan kegiatan seluler tertentu beberapa jam setelah kematian, kata penulis senior studi Nenad Sestan, seorang profesor ilmu saraf, kedokteran perbandingan, genetika dan psikiatri di Yale School of Medicine di New Haven.
"Implikasi utama dari temuan ini adalah bahwa ... kematian sel di otak terjadi di jendela waktu yang lebih lama yang kita pikir sebelumnya," kata Sestan dalam konferensi pers kemarin. Daripada terjadi selama beberapa detik atau menit setelah kematian, "kami menunjukkan bahwa ... proses bertahap, bertahap," dan bahwa dalam beberapa kasus, proses kematian sel dapat ditunda atau bahkan dibalik, kata Sestan.
Namun, para peneliti menekankan bahwa mereka tidak mengamati aktivitas apa pun dalam otak babi yang akan diperlukan untuk fungsi otak normal atau hal-hal seperti kesadaran atau kesadaran. "Ini bukan otak yang hidup," kata Sestan. "Tapi itu adalah otak yang aktif secara seluler."
Pekerjaan itu dapat memberi para ilmuwan cara-cara baru mempelajari otak, memungkinkan mereka untuk memeriksa fungsi-fungsi secara keseluruhan, otak yang utuh dengan cara yang belum mungkin dilakukan sebelumnya. Ini pada gilirannya dapat membantu para ilmuwan lebih memahami penyakit otak atau efek dari cedera otak, kata para peneliti.
Meskipun penelitian saat ini dilakukan pada babi dan bukan manusia, otak babi lebih besar dan lebih mirip manusia dibandingkan dengan otak tikus.
"BrainEx"
Dalam studi tersebut, para peneliti mengembangkan sistem baru untuk mempelajari otak postmortem yang utuh, dijuluki BrainEx. Ini adalah jaringan pompa yang menyalurkan larutan sintetis - pengganti darah - ke dalam arteri otak pada suhu tubuh normal.
Menggunakan BrainEx, para peneliti mempelajari 32 otak babi postmortem yang diperoleh dari fasilitas pemrosesan babi (yang seharusnya dibuang). Otak ditempatkan dalam sistem BrainEx 4 jam setelah kematian babi, dan diizinkan untuk "perfusi" dengan pengganti darah sintetis selama 6 jam.
Selama waktu ini, sistem BrainEx tidak hanya mempertahankan struktur sel otak dan mengurangi kematian sel, tetapi juga memulihkan beberapa aktivitas seluler. Misalnya, beberapa sel aktif secara metabolik, artinya mereka menggunakan glukosa dan oksigen dan menghasilkan karbon dioksida. Sel-sel lain bereaksi dengan respons inflamasi ketika distimulasi dengan molekul-molekul tertentu.
Sebaliknya, "kontrol" otak yang tidak dirawat dengan BrainEx cepat terurai.
"Kita dapat melihat perbedaan dramatis antara otak yang kita tangani dengan teknologi kita" dan otak kontrol, kata Sestan.
Kekhawatiran etis
Neel Singhal, asisten profesor neurologi di University of California, San Francisco, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan pekerjaan itu "memicu pemikiran," karena beberapa masalah etika yang diangkat. Sebagai contoh, meskipun para ilmuwan masih jauh dari dapat mengembalikan fungsi otak pada orang dengan cedera otak yang parah, jika beberapa pemulihan aktivitas otak adalah mungkin, "maka kita harus mengubah definisi kita tentang kematian otak," kata Singhal kepada Live Science. .
Para peneliti tidak melihat tanda-tanda kesadaran, juga bukan tujuan penelitian ini. Faktanya, larutan darah sintetis termasuk beberapa bahan kimia yang menghalangi aktivitas saraf, jenis aktivitas yang diperlukan untuk kesadaran.
Terlebih lagi, jika semua jenis aktivitas listrik terorganisir - jenis yang diperlukan untuk kesadaran - telah muncul, para peneliti siap untuk mengambil tindakan untuk menghentikan aktivitas itu dengan menggunakan anestesi dan menurunkan suhu otak, kata rekan penulis studi Stephen Latham, direktur Yale's. Pusat Interdisipliner untuk Bioetika. Dengan kata lain, hentikan percobaan jika ini terjadi.
Dalam sebuah komentar yang diterbitkan bersamaan dengan penelitian ini, Nita Farahany, seorang profesor hukum dan filsafat di Duke University, dan rekannya menyerukan lebih banyak pedoman seputar masalah etika yang diangkat oleh penelitian ini, yang mereka katakan "menimbulkan pertanyaan asumsi lama tentang apa yang membuat suatu hewan - atau manusia - hidup. "
Masalah-masalah tersebut termasuk bagaimana mendeteksi kesadaran untuk memulai dan berapa lama sistem seperti BrainEx harus diizinkan untuk berjalan.
Pekerjaan masa depan
Karena penelitian ini hanya berlangsung selama 6 jam, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengetahui apakah BrainEx dapat mempertahankan otak lebih lama dari waktu ini.
Selain itu, masih banyak pertanyaan tentang seberapa mirip model ini dengan lingkungan otak. Sistem itu tidak menggunakan darah asli, dan otak tidak dimandikan dalam cairan seperti di dalam tengkorak, kata Singhal.
Tetapi jika sistem dapat digunakan dalam penelitian otak di masa depan, ini "dapat mengarah pada cara baru mempelajari otak postmortem," Andrea Beckel-Mitchener, pemimpin tim di National Institutes of Health's BRAIN Initiative, yang bersama-sama mendanai penelitian, kata dalam sebuah pernyataan. "Teknologi baru ini membuka peluang untuk memeriksa koneksi dan fungsi sel dan sirkuit kompleks yang hilang ketika spesimen disimpan dengan cara lain," kata Beckel-Mitchener. Pekerjaan ini juga dapat merangsang penelitian tentang cara untuk mempromosikan pemulihan otak setelah kehilangan aliran darah ke otak, seperti saat serangan jantung.
Namun, penelitian itu tidak mendekati mampu menghidupkan kembali otak, babi atau manusia, setelah kematian. "Pada dasarnya, ketika otak kehilangan sirkulasi, itu seperti bangunan yang sangat rumit yang baru saja hancur berkeping-keping," kata Singhal. Pekerjaan baru menunjukkan bahwa metode ini "dapat mengembalikan beberapa fondasi" tetapi masih ada katedral otak yang akan dibangun di atas fondasi itu, katanya.
