Прогресс нейронауки меняет наше представление о процессе умирания и открывает новые возможности для живых.
Автор: Рейчел Нувер
Как в свидетельствах о рождении отмечается время нашего появления на свет, так в свидетельствах о смерти — момент нашего ухода из этого мира. Эта практика отражает традиционные представления о жизни и смерти как о бинарном понятии. Мы здесь, пока внезапно, как выключенный свет, не уйдем.
Но несмотря на то, что идея смерти широко распространена, появляется все больше доказательств того, что она является устаревшей социальной конструкцией, не имеющей под собой биологической основы. На самом деле смерть — это процесс, в котором нет четкой точки, обозначающей порог, за которым человек уже не может вернуться.
Ученые и многие врачи уже приняли это более тонкое понимание смерти. Когда общество подхватит его, последствия для живых людей могут быть очень серьезными. «У многих людей есть потенциал для возрождения», — говорит Сэм Парния, директор по исследованиям в области реанимации и интенсивной терапии в NYU Langone Health.
Неврологи, например, выяснили, что мозг может выдерживать удивительные уровни кислородного голодания. Это означает, что время, которое есть у врачей, чтобы обратить процесс смерти вспять, однажды может быть увеличено. Другие органы также, похоже, можно восстанавливать гораздо дольше, чем это принято в современной медицинской практике, что открывает возможности для расширения донорства органов.
Однако для этого нам необходимо пересмотреть свое представление о жизни и смерти и отношение к ним. По словам Парниа, вместо того чтобы воспринимать смерть как событие, от которого невозможно оправиться, мы должны рассматривать ее как преходящий процесс кислородного голодания, который может стать необратимым, если пройдет достаточно времени или медицинские вмешательства окажутся безуспешными. Если мы примем такое отношение к смерти, — говорит Парния, — то все вдруг скажут: «Давайте ее лечить».
Движущиеся столбы
Юридические и биологические определения смерти обычно означают «необратимое прекращение» процессов жизнеобеспечения, поддерживаемых сердцем, легкими и мозгом. Сердце — самая распространенная точка отказа, и на протяжении большей части истории человечества, когда оно останавливалось, возврата к жизни, как правило, не было.
Ситуация изменилась примерно в 1960 году, когда была изобретена сердечно-легочная реанимация. До этого момента возобновление остановленного сердцебиения считалось чем-то из области чудес, а теперь это стало под силу современной медицине. Искусственное дыхание заставило впервые серьезно переосмыслить смерть как понятие. В лексикон вошло словосочетание «остановка сердца», что позволило провести четкое смысловое разделение между временной потерей функции сердца и окончательным прекращением жизни.
Примерно в это же время появились аппараты механической вентиляции легких с положительным давлением, которые подают воздух в легкие, что позволило людям, получившим катастрофическую травму мозга — например, в результате выстрела в голову, обширного инсульта или автомобильной аварии, — продолжать дышать. Однако при вскрытии после смерти этих пациентов исследователи обнаружили, что в некоторых случаях их мозг был настолько сильно поврежден, что ткани начали разжижаться. В таких случаях аппараты искусственной вентиляции легких, по сути, создавали «труп с бьющимся сердцем», — говорит Кристоф Кох, нейробиолог из Института Аллена в Сиэтле.
Эти наблюдения привели к концепции смерти мозга и положили начало медицинским, этическим и юридическим дебатам о возможности объявлять таких пациентов мертвыми до того, как их сердце перестанет биться. В конечном итоге многие страны приняли ту или иную форму этого нового определения. Однако независимо от того, говорим ли мы о смерти мозга или биологической смерти, научные тонкости, лежащие в основе этих процессов, еще не установлены. «Чем больше мы характеризуем умирающий мозг, тем больше у нас возникает вопросов», — говорит Шарлотта Мартиаль, нейробиолог из Льежского университета в Бельгии. «Это очень, очень сложное явление».
Мозг на грани
Традиционно врачи считали, что мозг начинает повреждаться через несколько минут после того, как его лишают кислорода. Хотя это и общепринятая точка зрения, говорит Джимо Борджигин, нейробиолог из Мичиганского университета, «вы должны задаться вопросом, почему наш мозг устроен таким хрупким образом?».
Последние исследования показывают, что, возможно, на самом деле это не так. В 2019 году ученые сообщили в журнале Nature, что им удалось восстановить целый ряд функций в мозге 32 свиней, обезглавленных на скотобойне четырьмя часами ранее. Исследователи восстановили кровообращение и клеточную активность в мозге с помощью искусственной крови, богатой кислородом, в которую был добавлен коктейль из защитных фармацевтических препаратов. В состав коктейля также входили препараты, которые останавливали работу нейронов, предотвращая вероятность того, что мозг свиньи придет в сознание. Мозги оставались живыми до 36 часов, после чего эксперимент был завершен. «Наша работа показывает, что недостаток кислорода может нанести гораздо больший ущерб, чем считалось ранее», — говорит соавтор работы Стивен Лэтэм, специалист по биоэтике из Йельского университета.
В 2022 году Лэтэм и его коллеги опубликовали в журнале Nature вторую работу, в которой сообщили, что им удалось восстановить функции многих органов, включая мозг и сердце, у цельных свиней, убитых часом ранее. Они продолжали эксперимент в течение шести часов и подтвердили, что у анестезированных, ранее мертвых животных восстановилось кровообращение и активизировались многие ключевые клеточные функции.
«Эти исследования показали, что грань между жизнью и смертью не так четка, как мы думали раньше» — говорит Ненад Сестан, нейробиолог из Йельской школы медицины и старший автор обоих исследований на свиньях. Смерть «длится дольше, чем мы думали, и, по крайней мере, некоторые процессы можно остановить и обратить вспять».
Несколько исследований на людях также показали, что мозг лучше, чем мы думали, справляется с недостатком кислорода после того, как сердце перестает биться. «Когда мозг лишается кислорода, необходимого для поддержания жизни, в некоторых случаях происходит парадоксальный электрический всплеск», — говорит Кох. «По непонятным нам причинам он становится гиперактивным, по крайней мере, на несколько минут».
В исследовании, опубликованном в сентябре в журнале Resuscitation, Парниа и его коллеги собрали данные о кислородной и электрической активности мозга 85 пациентов, у которых произошла остановка сердца, когда они находились в больнице. На мониторах ЭЭГ активность мозга большинства пациентов вначале оставалась стабильной, но примерно у 40 % из них электрическая активность, близкая к норме, периодически возобновлялась вплоть до 60 минут после проведения сердечно-легочной реанимации.
Аналогичным образом, в исследовании, опубликованном в мае в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, Борджигин и ее коллеги сообщили о всплесках активности в мозге двух пациентов, находящихся в коме, после того как им отключили аппараты искусственной вентиляции легких. По словам Боджигин, сигналы ЭЭГ появились незадолго до смерти пациентов и имели все признаки сознания. Хотя многие вопросы остаются нерешенными, подобные находки поднимают волнующие вопросы о процессе смерти и механизмах сознания.
Жизнь после смерти
Чем больше ученые смогут узнать о механизмах, лежащих в основе процесса умирания, тем больше шансов разработать «более систематические меры по спасению», говорит Борджигин. В лучшем случае, добавляет она, это направление исследований может «потенциально переписать медицинскую практику и спасти множество людей».
Конечно, каждый человек рано или поздно умирает и однажды уже не может быть спасен. Но более точное понимание процесса умирания может позволить врачам спасти некоторых ранее здоровых людей, которые неожиданно рано умирают, а их тела еще относительно целы. В качестве примера можно привести людей, перенесших сердечный приступ, страдающих от смертельной потери крови, задыхающихся или тонущих. Тот факт, что многие из этих людей умирают и остаются мертвыми, просто отражает «отсутствие должного распределения ресурсов, медицинских знаний или достаточного прогресса для их возвращения» — говорит Парния.
Борджигин надеется со временем понять процесс умирания «секунда за секундой». По ее словам, такие открытия могут не только способствовать развитию медицины, но и «пересмотреть и революционизировать наше понимание работы мозга».
Сестан говорит, что он и его коллеги также работают над последующими исследованиями, направленными на «совершенствование технологии», которую они использовали для восстановления метаболических функций в мозге и других органах свиней. Это направление исследований в конечном итоге может привести к созданию технологий, способных обратить вспять последствия кислородного голодания мозга и других органов у людей с остановившимся сердцем, разумеется, до определенного момента. В случае успеха этот метод также может расширить круг доноров органов, добавляет Сестан, удлинив время, в течение которого врачи могут извлекать органы у окончательно умерших людей.
Сестан подчеркивает, что если эти открытия и произойдут, то потребуются годы исследований. «Важно, чтобы мы не преувеличивали и не обещали слишком многого» — говорит он, — «хотя это не значит, что у нас нет видения».
Тем временем продолжающиеся исследования процесса умирания, несомненно, будут и дальше бросать вызов нашим представлениям о смерти, приводя к тектоническим изменениям в науке и других сферах жизни общества, от теологической до юридической.
Рейчел Нувер — внештатный научный журналист, регулярно пишущий для New York Times, Scientific American, Nature и других изданий.
Оригинал: Technology Review
