导语：自20世纪初以来，科学家们就屡次实验，试图让大脑在心脏停止跳动之后继续保持活动。有研究表明，在人死后很久，从大脑中取出的细胞仍然可以进行正常活动，如制造蛋白质。所以在死亡数小时后，我们还能够让整个大脑“复活”吗？对于此问题，科学家从未停止探索。
2022年5月11日，发表在Nature上的一篇文章，介绍了犹他大学和斯克利普斯研究所的一项最新研究，研究人员使用视网膜作为中枢神经系统的模型去研究如何使其再度复活的新方法（图1），从而再度引发学术界思考——“脑死亡真的不可逆吗”？
图1 研究成果（图源：[1]）
斯克里普斯研究所副教授Anne Hanneken在器官捐赠者死亡20分钟内获得供体眼部器官，并使用特殊运输装置保存供体的氧合作用和其他营养物质。莫兰眼科中心的科学家Frans Vinberg博士设计了一种刺激视网膜并可测量其细胞电活动的装置，借此可以在器官供体视网膜中恢复一种此前只能从活人眼睛中看到的特定电信号“b波”——一种曾在活体大脑中被记录的缓慢、有节奏的振荡，这也是首次从死亡供体中记录到b波信号。
该团队成功恢复供体器官视网膜中的光感应神经元细胞，使该细胞在人体死亡五个小时后仍能对光作出反应并相互通信（图2）[1]，这些发现涉及大脑和视觉研究的重要部分。更为重要的是，这些神经元是大脑和脊髓中枢神经系统（Central Nervous System，CNS）的一部分，使得中枢神经系统中的其他细胞也有可能得到类似的修复，从而帮助大脑恢复意识。
图2 活体和离体条件下光诱发视网膜反应的死后衰减和恢复（图源：[1]）
来自犹他大学Moran眼科中心的第一作者Fatima Abbas博士表示，“在器官捐献者死亡五小时后获得的眼睛中，我们能够唤醒存在于人类视网膜黄斑中的感光细胞。黄斑是视网膜的一部分，负责人类视觉能力、细节处理和颜色。我们发现这些细胞对强光、彩光甚至非常微弱的闪光均能做出反应。”
在此前研究中，研究人员虽然可以恢复光感受器，但最后或因为细胞缺氧，导致其最终丧失与视网膜中其他细胞通信的能力，而最新研究却克服这一困难。这项变革性技术可以帮助研究人员更好地了解神经退行性疾病，助力研究人员在功能正常的人眼细胞上测试潜在的新疗法，从而加速视力障碍的新药开发。
Nature：猪大脑细胞“死而复生”已有先例
2019年4月18日，耶鲁大学团队在Nature发文称，他们成功恢复了死亡数小时的猪大脑中的基本细胞活动，这一发现挑战了大脑在血液供应中断后几分钟内就将不可逆转地失去功能的传统观点（图3）[2]。
图3 研究成果（图源：[2]）
研究人员取来32个猪的大脑，在这些猪死亡4小时、大脑中没有血液或葡萄糖流动后，通过一种名叫BrainEx的体外人工循环程序（图3），向脑细胞输送营养和氧气来模拟血液流动——该系统让死亡数小时的猪大脑恢复了脑循环和部分脑细胞功能，并至少维持了6小时！
图4 BrainEx的灌注系统和实验工作流程（图源：Mail Online）
研究人员发现，经过6个小时的泵注，大脑中经过处理的区域，单个脑细胞保持了关键的细胞结构，而未经处理的区域，脑细胞严重退化。研究人员取出处理区域的神经元，并用电刺激它们，发现神经元作出了有活力的反应。此外，研究人员将人工血液送入大脑，发现脑细胞在吸收血糖和氧气，并产生二氧化碳，这是脑细胞在发挥作用的信号。而且，在经过处理的大脑区域，血管会对一种扩张血管的药物产生反应。
研究负责人、耶鲁大学医学院的内纳德·塞斯坦说，这项研究揭示了大脑中已经失去血液和氧气供应的细胞具有惊人的恢复能力。“完整的大型哺乳动物大脑在循环停止数小时后，仍保留着恢复循环和某些分子、细胞活动的能力，这种能力被低估了，大脑细胞死亡的时间跨度比我们之前认为的要长。”此项研究或将在未来推动人类中风和脑损伤的治疗。
对此，Fatima Abbas在最近研究中点评道：“在耶鲁大学的案例中，猪脑部神经元的协调种群活动无法恢复。而在我们的案例中，我们能够使机体死亡长达5小时后的中央视网膜（人类中枢神经系统的重要组成部分）恢复感光细胞的群体反应，且实现了视网膜细胞之间的交流。尽管过去的研究已经恢复了供体眼睛中有限的电活动，但这从未在黄斑中实现，也从未达到我们现在所研究的程度。鉴于视网膜是我们中枢神经系统的一部分，所以我们认为类似的现象也可能出现在大脑的其他部分。”
上述两篇研究都涉及研究中枢神经系统中的其他神经元组织，或在逆转脑死亡进展中着上浓墨重彩的一笔。
题图来源：Metro News，仅用于学术交流。
撰文|露娜
排版|文竞择
参考资料：
[1]Abbas F, Becker S, Jones BW, et al. Revival of light signalling in the postmortem mouse and human retina. Nature. 2022 May 11. doi: 10.1038/s41586-022-04709-x. Epub ahead of print. PMID: 35545677.
[2]Vrselja Z, Daniele SG, Silbereis J, et al. Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Nature. 2019;568(7752):336-343. doi:10.1038/s41586-019-1099-1
