Tendencias Científicas
Región del hipocampo del cerebro de un cerdo del experimento. A la izquierda, antes del tratamiento, se aprecian en verde las neuronas y en rojo los astrocitos (células gliales fundamentales para la actividad nerviosa). A la derecha, ambos colores se han extendido, reflejando actividad cerebral más de cuatro horas después de la muerte del animal. Imagen: Stefano G. Daniele y Zvonimir Vrselja. Universidad de Yale.
Científicos de la Universidad de Yale han conseguido revivir parcialmente los cerebros de cerdos que llevaban muertos varias horas, sin que por ello registraran indicios de recuperación de consciencia.
Esta investigación cuestiona la creencia generalizada en la irreversibilidad del cese de ciertas funciones cerebrales después de la muerte. También proporciona una nueva forma de estudiar enfermedades mentales como el Alzheimer.
Los investigadores observaron en los cerebros muertos una reducción en la muerte de las células cerebrales, una restauración de los vasos sanguíneos, algo de actividad cerebral y una respuesta normal a la medicación.
Sin embargo, los autores de este trabajo, publicado en la revista Nature, no observaron señales eléctricas generalmente asociadas con la función cerebral normal.
“En ningún momento hemos observado ninguna actividad eléctrica asociada con la percepción o la consciencia. Clínicamente, no es un cerebro vivo, sino un cerebro activado por células”, explica Zvonimir Vrselja, investigador de la Universidad de Yale, en un comunicado
¿Proceso irreversible?
La muerte celular en el cerebro ocurre con rapidez. Cuando se interrumpe el suministro de oxígeno y de sangre, la actividad eléctrica y los signos de conciencia desaparecen en segundos, mientras que las reservas de energía se agotan en minutos.
Este proceso de degradación molecular se consideraba hasta ahora generalizado e irreversible, pero esta nueva investigación ha establecido que pequeñas muestras de tejido pueden mostrar signos de vitalidad celular, varias horas después de la muerte.
Aunque este descubrimiento no tendrá efectos médicos inmediatos, la técnica podría en el futuro recuperar la función cerebral de personas aquejadas de un derrame cerebral. También podría ser útil para testar terapias dirigidas a la recuperación celular después de una lesión cardiaca.
Esta investigación cuestiona la creencia generalizada en la irreversibilidad del cese de ciertas funciones cerebrales después de la muerte. También proporciona una nueva forma de estudiar enfermedades mentales como el Alzheimer.
Los investigadores observaron en los cerebros muertos una reducción en la muerte de las células cerebrales, una restauración de los vasos sanguíneos, algo de actividad cerebral y una respuesta normal a la medicación.
Sin embargo, los autores de este trabajo, publicado en la revista Nature, no observaron señales eléctricas generalmente asociadas con la función cerebral normal.
“En ningún momento hemos observado ninguna actividad eléctrica asociada con la percepción o la consciencia. Clínicamente, no es un cerebro vivo, sino un cerebro activado por células”, explica Zvonimir Vrselja, investigador de la Universidad de Yale, en un comunicado
¿Proceso irreversible?
La muerte celular en el cerebro ocurre con rapidez. Cuando se interrumpe el suministro de oxígeno y de sangre, la actividad eléctrica y los signos de conciencia desaparecen en segundos, mientras que las reservas de energía se agotan en minutos.
Este proceso de degradación molecular se consideraba hasta ahora generalizado e irreversible, pero esta nueva investigación ha establecido que pequeñas muestras de tejido pueden mostrar signos de vitalidad celular, varias horas después de la muerte.
Aunque este descubrimiento no tendrá efectos médicos inmediatos, la técnica podría en el futuro recuperar la función cerebral de personas aquejadas de un derrame cerebral. También podría ser útil para testar terapias dirigidas a la recuperación celular después de una lesión cardiaca.
Metodología de la investigación
El sistema llevado a cabo por los investigadores consistió en extraer los cerebros de unos cerdos que habían sido decapitados cuatro horas antes.
A continuación conectaron esos cerebros a una especie de sangre artificial, en realidad un fluido llamado BrainEx, durante seis horas. Este fluido contiene sustancias químicas que protegen a las células nerviosas, pero, a diferencia de la sangre, no tiene células inmunitarias que puedan contribuir al daño cerebral.
Esta técnica redujo el daño que se produce en las neuronas después de la muerte corporal y restableció la capacidad de las células cerebrales para realizar algunas funciones vitales, como el consumo de glucosa y oxígeno.
Según Nenad Sestan, autor principal de esta investigación, “el cerebro intacto de un mamífero grande conserva una capacidad previamente subestimada para restaurar la circulación y ciertas actividades moleculares y celulares horas después de la detención circulatoria”.
Sin consciencia
Los investigadores consideran que esta revitalización cerebral, obtenida horas después de la muerte del organismo, se debe a las características del fluido que se introdujo en el cerebro: contenía medicamentos que ayudan a la recuperación neuronal, al mismo tiempo que evitan que los cerebros experimenten algún tipo de conciencia.
Sin embargo, lo más sorprendente fue que, cuando diseccionaron los cerebros y separaron algunas neuronas, observaron que aún en ese estado de aislamiento emitían señales eléctricas asociadas a la actividad de un cerebro en plenas facultades.
Pero también algo les quedó claro: no encontraron indicios de ondas cerebrales, necesarias para cualquier tipo de consciencia. "La actividad eléctrica organizada, asociada con la consciencia, nunca se detectó", aclara Stephen Latham, otro de los investigadores. Si hubiera habido alguna onda cerebral, habrían detenido el experimento, añade.
La conclusión principal que se extrae de este experimento es que, en contra de lo que se admitía hasta ahora, algunas actividades celulares pueden restablecerse hasta cuatro horas después de la muerte de un organismo, incluso si no ha sido enfriado. "La muerte celular ocurre en una ventana de tiempo más larga de lo que pensábamos", dice Sestan.
Aunque el descubrimiento no afectará, al menos de inmediato, a la donación de órganos después de la muerte cerebral, sí ayudará a proteger el cerebro u otros órganos vitales después de un daño causado por la falta de oxígeno, como ocurre en los casos de ataques cardiacos.
El sistema llevado a cabo por los investigadores consistió en extraer los cerebros de unos cerdos que habían sido decapitados cuatro horas antes.
A continuación conectaron esos cerebros a una especie de sangre artificial, en realidad un fluido llamado BrainEx, durante seis horas. Este fluido contiene sustancias químicas que protegen a las células nerviosas, pero, a diferencia de la sangre, no tiene células inmunitarias que puedan contribuir al daño cerebral.
Esta técnica redujo el daño que se produce en las neuronas después de la muerte corporal y restableció la capacidad de las células cerebrales para realizar algunas funciones vitales, como el consumo de glucosa y oxígeno.
Según Nenad Sestan, autor principal de esta investigación, “el cerebro intacto de un mamífero grande conserva una capacidad previamente subestimada para restaurar la circulación y ciertas actividades moleculares y celulares horas después de la detención circulatoria”.
Sin consciencia
Los investigadores consideran que esta revitalización cerebral, obtenida horas después de la muerte del organismo, se debe a las características del fluido que se introdujo en el cerebro: contenía medicamentos que ayudan a la recuperación neuronal, al mismo tiempo que evitan que los cerebros experimenten algún tipo de conciencia.
Sin embargo, lo más sorprendente fue que, cuando diseccionaron los cerebros y separaron algunas neuronas, observaron que aún en ese estado de aislamiento emitían señales eléctricas asociadas a la actividad de un cerebro en plenas facultades.
Pero también algo les quedó claro: no encontraron indicios de ondas cerebrales, necesarias para cualquier tipo de consciencia. "La actividad eléctrica organizada, asociada con la consciencia, nunca se detectó", aclara Stephen Latham, otro de los investigadores. Si hubiera habido alguna onda cerebral, habrían detenido el experimento, añade.
La conclusión principal que se extrae de este experimento es que, en contra de lo que se admitía hasta ahora, algunas actividades celulares pueden restablecerse hasta cuatro horas después de la muerte de un organismo, incluso si no ha sido enfriado. "La muerte celular ocurre en una ventana de tiempo más larga de lo que pensábamos", dice Sestan.
Aunque el descubrimiento no afectará, al menos de inmediato, a la donación de órganos después de la muerte cerebral, sí ayudará a proteger el cerebro u otros órganos vitales después de un daño causado por la falta de oxígeno, como ocurre en los casos de ataques cardiacos.
Referencia
Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Zvonimir Vrselja, Nature, volume 568, pages336–343 (2019). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-019-1099-1
Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Zvonimir Vrselja, Nature, volume 568, pages336–343 (2019). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-019-1099-1
Inicio
Enviar a un amigo
Versión para imprimir
Compartir
Los electrones abren un nuevo mundo a la física cuántica
CIENCIA ON LINE