Ученые впервые восстановили работоспособность замороженных фрагментов мозга

Исследователи из Университета имени Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге и Эрлангенской университетской клиники впервые смогли сохранить фрагменты головного мозга методом экстремальной заморозки и восстановить их функциональность, сообщает журнал PNAS.

В природе уже существуют механизмы выживания в условиях сильного холода. Например, сибирская саламандра способна десятилетиями находиться в вечной мерзлоте при температуре минус 50 градусов благодаря выработке глицерина в печени, который действует как природный антифриз, защищая клетки от разрушения. Руководитель отдела молекулярной неврологии Александр Герман пояснил, что образование даже малых кристаллов льда повреждает структуру клеток, разрывая их оболочки и соединения, что делает ткани нефункциональными. Схожий принцип применяется при химической заморозке эмбрионов человека, когда вода в клетках превращается в стеклообразное состояние без образования ледяных кристаллов.

До недавнего времени считалось невозможным сохранить функциональность нервной ткани при заморозке, так как мозг состоит из миллионов клеток с высокоорганизованными связями, а обычные антифризы ядовиты. Ученые разработали специальный состав и точный процесс охлаждения, заморозив участок гиппокампа грызуна до минус 130 градусов. После разморозки под микроскопом выяснилось, что структура ткани полностью сохранилась.

Размороженные нейроны вновь начали обмениваться электрическими сигналами. «Сложная сеть синапсов осталась функциональной», — отмечает Герман. Более того, клетки смогли усиливать свои связи для лучшей передачи информации, что критически важно для процессов обучения и формирования памяти. Подобное сохранение и восстановление сложной нейронной сети удалось зафиксировать впервые.

Новая методика позволяет хранить ткани мозга в рабочем состоянии длительное время, что полезно для изучения удалённых участков после операций, тестирования новых лекарств и исследования заболеваний нервной системы. По мнению Александра Германа, в будущем технология может позволить погружать целые организмы в искусственный сон с последующим возвращением к жизни, что будет актуально для космических полетов и лечения болезней, считающихся сегодня неизлечимыми.