Ricercatori USA mantengono cervelli di maiale vivi fuori dal corpo

I maiali sono comunemente usati come modelli per la ricerca sui trapianti. Un nuovo progetto sembra mantenere il loro cervello dopo la morte.

In un passo che potrebbe cambiare la definizione di morte, i ricercatori hanno ripristinato la circolazione al cervello di maiali decapitati e hanno tenuto in vita gli organi rianimati per 36 ore.

L’impresa offre agli scienziati un nuovo modo di studiare i cervelli intatti in laboratorio, inaugurando anche una bizzarra nuova possibilità nell’estensione della vita, visto che permetterebbe ai cervelli umani di essere mantenuti in supporto vitale al di fuori del corpo.

In un passo che potrebbe cambiare la definizione di morte, i ricercatori hanno ripristinato la circolazione al cervello di maiali decapitati e hanno tenuto in vita gli organi rianimati per 36 ore.

Il lavoro è stato descritto lo scorso 28 marzo in un meeting tenutosi presso l’americano National Institutes of Health per indagare su questioni etiche derivanti dal fatto che i centri di neuroscienza degli Stati Uniti esplorano i limiti della scienza del cervello.

Durante l’evento, il neuroscienziato della Yale University Nenad Sestan ha rivelato che una squadra da lui guidata aveva sperimentato tra 100 e 200 cervelli di maiale ottenuti da un macello, ripristinando la circolazione usando un sistema di pompe, riscaldatori e sacchi di sangue artificiale riscaldati a temperatura corporea.

Non c’era alcuna prova che i cervelli di maiale disincarnati riprendessero conoscenza. Tuttavia, in quello che Sestan definì un risultato «sbalorditivo» e «inaspettato», miliardi di singole cellule nel cervello furono trovate sane e capaci di attività normale.

Dalla scorsa primavera, tuttavia, una cerchia sempre più ampia di scienziati e bioeticisti ha discusso della ricerca di Yale, che comporta una svolta nel ripristino della microcircolazione: il flusso di ossigeno verso i piccoli vasi sanguigni, compresi quelli profondi nel cervello.

«Questi cervelli possono essere danneggiati, ma se le cellule sono vive, è un organo vivente», dice Steve Hyman, direttore della ricerca psichiatrica presso l’Istituto Broad di Cambridge, nel Massachusetts, che è stato tra quelli informati sul lavoro. «È all’estremo del know-how tecnico, ma non è diverso dal preservare un rene».

«È all’estremo del know-how tecnico, ma non è diverso dal preservare un rene»

Hyman dice che la somiglianza con le tecniche per preservare organi come cuori o polmoni per il trapianto potrebbe indurre alcuni a considerare erroneamente la tecnologia come un modo per evitare la morte. «Potrebbe arrivare al punto che invece di dire “congela il mio cervello”, si dica “agganciami e trovami un corpo”», dice Hyman.

Tali speranze sono malriposte, almeno per ora. Trapiantare un cervello in un nuovo corpo «non è lontanamente possibile», secondo Hyman.

Il sistema di Yale, chiamato BrainEx, comporta il collegamento di un cervello a un circuito chiuso di tubi e serbatoi che circolano un liquido di perfusione rosso, che è in grado di trasportare ossigeno al tronco cerebrale, all’arteria cerebellare e alle aree profonde del centro del cervello.

Cervelli umani disincarnati, disse, potevano diventare cavie per testare cure esotiche contro il cancro e trattamenti speculativi contro l’Alzheimer troppo pericolosi per provare a vivere

Nella sua presentazione ai funzionari del NIH e agli esperti di etica, Sestan ha detto che la tecnica avrebbe probabilmente funzionato in qualsiasi specie, compresi i primati. «Probabilmente non è unicamente per i maiali».

I ricercatori di Yale, che hanno iniziato a lavorare sulla tecnica circa quattro anni fa e stanno cercando finanziamenti per il NIH, hanno agito per il desiderio di costruire un atlante completo di connessioni tra le cellule cerebrali umane.

Alcune di queste connessioni probabilmente si estendono su vaste regioni del cervello e sarebbero quindi rintracciate più facilmente in un organo completo e intatto.

Gli scienziati hanno identificato tre categorie di «surrogati del cervello» che provocano nuove preoccupazioni. Questi includono organoidi cerebrali (masse di tessuto nervoso delle dimensioni di un chicco di riso), chimere umano-animali (topi con tessuto cerebrale umano aggiunto) e tessuto cerebrale umano ex vivo (come frammenti di cervello rimossi durante l’intervento chirurgico)

Sestan ha riconosciuto che i chirurghi di Yale gli avevano già chiesto se la tecnologia che preservava il cervello potesse avere usi medici. Cervelli umani disincarnati, disse, potevano diventare cavie per testare cure esotiche contro il cancro e trattamenti speculativi contro l’Alzheimer troppo pericolosi per provare a vivere.

Il setup, scherzosamente soprannominato «il cervello in un secchio», solleva rapidamente gravi problemi etici e legali se fosse provato su un essere umano.

Per esempio, se il cervello di una persona fosse rianimato al di fuori del corpo, quella persona sarebbe sveglia in quella che sarebbe una camera di deprivazione sensoriale definitiva, senza orecchie, occhi o un modo di comunicare? Qualcuno potrebbe conservare ricordi, identità o diritti legali? I ricercatori potrebbero sezionare eticamente o smaltire un simile cervello?

 

 

Una scena dalla commedia con Steve Martin L’uomo con due cervelli (1983)

Inoltre, poiché le norme di sicurezza federali si applicano alle persone, non ai tessuti «morti», non è certo se la Food and Drug Administration degli Stati Uniti possa dire se gli scienziati potrebbero tentare una tale procedura di rianimazione.

«Ci saranno un sacco di domande strane anche se non si tratta di un cervello in una scatola», ha detto al MIT Technology Review un consulente del NIH che ha preferito rimanere anonimo. «Penso che molte persone inizieranno ad andare ai macelli per prendere teste e capirlo».

Sestan si è detto preoccupato per come la tecnologia possa essere accolta dall’opinione pubblica e dai suoi colleghi. «Le persone sono affascinate. Dobbiamo stare attenti a quanto lo siano».

«Le persone sono affascinate. Dobbiamo stare attenti a quanto lo siano»

È risaputo che un cervello in coma può essere tenuto in vita per decenni. Questo è il caso delle persone cerebrolese le cui famiglie scelgono di tenerle attaccate alle macchine di ventilazione.

Meno ben esplorati sono i mezzi artificiali per mantenere un cervello completamente separato dal suo corpo. Ci sono stati tentativi precedenti, incluso un rapporto del 1993 riguardante roditori, ma il team di Sestan è il primo a ottenerlo con un grande mammifero, senza usare temperature fredde, e con risultati così promettenti.

All’inizio, il gruppo di Yale era incerto se un cervello ex vivo a cui veniva ripristinata la circolazione riprendesse conoscenza. Per rispondere a questa domanda, gli scienziati hanno controllato i segni di un’attività complessa nel cervello dei maiali utilizzando una versione di EEG o elettrodi posizionati sulla superficie del cervello. Questi possono raccogliere onde elettriche che riflettono un’ampia attività cerebrale che indica pensieri e sensazioni.

Il gruppo di Yale era incerto se un cervello ex vivo a cui veniva ripristinata la circolazione riprendesse conoscenza

Inizialmente, disse Sestan, credevano di aver trovato tali segnali, generando sia allarme che eccitazione in laboratorio, ma in seguito stabilirono che quei segnali erano artefatti creati da apparecchiature vicine.

Sestan ora dice che gli organi producono un’onda cerebrale piatta equivalente a uno stato comatoso, sebbene il tessuto stesso «sembri sorprendentemente grande» e, una volta sezionato, le cellule producono schemi apparentemente normali.

La mancanza di una più ampia attività elettrica potrebbe essere irreversibile se dovuta a danno e morte cellulare. Il cervello dei maiali è stato attaccato al dispositivo BrainEx circa quattro ore dopo la decapitazione degli animali.

Tuttavia, potrebbe anche essere dovuto a sostanze chimiche che il team di Yale ha aggiunto al rimontaggio del sangue per prevenire il gonfiore, che inoltre smorza gravemente l’attività dei neuroni. «Devi capire che abbiamo così tanti bloccanti dei canali nella nostra soluzione –ha detto Sestan al NIH – questa è probabilmente la spiegazione del perché non riceviamo alcun segnale.”

Sestan ha detto al NIH che è concepibile che i cervelli possano essere mantenuti in vita indefinitamente e che si possa tentare di ripristinare la consapevolezza. Ha detto che la sua squadra ha scelto di non tentare neanche perché «questo è un territorio inesplorato».

«Quel cervello animale non è a conoscenza di nulla, ne sono molto fiducioso»

«Quel cervello animale non è a conoscenza di nulla, ne sono molto fiducioso», ha detto Sestan, anche se ha espresso preoccupazione su come la tecnica potrebbe essere utilizzata da altri in futuro. «Ipoteticamente, qualcuno prende questa tecnologia, la rende migliore e ripristina l’attività del cervello di qualcuno. Questo è ripristinare un essere umano. Se quella persona avesse memoria, andrei fuori di testa».

La coscienza non è necessaria per il tipo di esperimenti sulle connessioni cerebrali che gli scienziati sperano di svolgere sul cervello vivo ex vivo. «L’attività cerebrale EEG è una linea piatta, ma molte altre cose continuano a funzionare», afferma Anna Devor, neuroscienziata dell’Università della California, a San Diego, che ha familiarità con il progetto Yale.

«Ipoteticamente, qualcuno prende questa tecnologia, la rende migliore e ripristina l’attività del cervello di qualcuno. Questo è ripristinare un essere umano. Se quella persona avesse memoria, andrei fuori di testa»

Devor pensa che la capacità di lavorare su cervelli viventi e intatti sarebbe «ottima» per gli scienziati che lavorano per costruire un atlante cerebrale. «L’intera questione della morte è una zona grigia – dice – dobbiamo ricordare che il cervello isolato non è la stessa di altri organi, e dobbiamo trattarlo con lo stesso livello di rispetto che diamo a un animale».

Sulla rivista Nature, 17 neuroscienziati e bioeticisti, tra cui Sestan, hanno pubblicato un editoriale che sostiene che gli esperimenti sul tessuto cerebrale umano possono richiedere speciali protezioni e regole.

Gli scienziati hanno identificato tre categorie di «surrogati del cervello» che provocano nuove preoccupazioni. Questi includono organoidi cerebrali (masse di tessuto nervoso delle dimensioni di un chicco di riso), chimere umano-animali (topi con tessuto cerebrale umano aggiunto) e tessuto cerebrale umano ex vivo (come frammenti di cervello rimossi durante l’intervento chirurgico).

Essi hanno poi suggerito una varietà di misure di sicurezza etiche, come drogare gli animali che possiedono cellule cerebrali umane in modo di farli rimanere in uno stato cerebrale simile a quello di un coma.