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TUhjnbcbe - 2025/7/20 20:13:00
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文/张田勘

这是专栏《科文随笔》的第1篇文章。

美国犹他大学研究人员的一项新的研究表明,在同意死后捐赠器官的病人死亡后几小时,还能让其捐赠的眼睛中的视神经细胞复活。

年的另一项研究表明,猪死亡后,在一定条件下,猪大脑的部分脑细胞还能恢复活性,这提示,其他脑细胞也可能“死而复活”。

视神经细胞也是大脑中枢神经细胞的组成部分,这意味着,如果还有其他的细胞和组织也处于这种情况,人死后也许能“死而复活。

如果这种情况成立,是否会对脑死亡的定义形成冲击,从而影响器官移植?

黄斑中的感光细胞复活了

死后捐赠器官是爱心的体现,也是生命的延续,因为去世的人让自己的器官在他人身上复活并恢复功能,是“有的人死了,他还活着”的真实写照。而死后捐赠器官在国外已经是以脑死亡为标准。

最近美国犹他大学和和斯克利普斯研究所的联合研究团队通过科学方法成功恢复供体器官视网膜中的光感应神经元细胞,使这种细胞在人体死亡5个小时后仍能对光做出反应并相互通信。

研究人员在器官捐赠者死亡20分钟内获得供体眼部器官,并使用特殊运输装置保存眼睛的氧合作用和其他营养物质。在5小时后,研究人员通过设计的一种刺激视网膜并可测量其细胞电活动的装置发现和恢复了供体眼睛视网膜中一种此前从活人眼睛中才能看到的特定电信号b波。此前,只有在活体大脑中才能记录到b波,是一种缓慢而有节奏的振荡。因此,这是首次从死亡供体器官中记录到b波信号。

视网膜中的光感应神经元是大脑和脊髓中枢神经系统(CNS)的一部分,如果视神经细胞可以复活,也意味着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。这也提示,人死后不久,通过特殊的营养物质,也许可以让大脑恢复意识,向死而复活前进了一步。当然,即便大脑的复活并不表明整个人体可以复活,但大脑是人体的司令部,大脑能复活,其他组织器官也有可能复活。

实际上,研究人员是唤醒了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,能感知光的强弱、物体的形状、颜色等。在唤醒了供体眼睛视网膜上黄斑中的感光细胞后,它们对强光、彩光甚至非常微弱的闪光都能做出反应。

供体眼睛视神经恢复光感示意图

在犹他大学的这项研究之前,其他研究人员也进行了研究,并能恢复死亡者供体眼睛的感光细胞,但是,后来因为细胞缺氧,不能与视网膜中其他细胞相互通信。现在,犹他大学的这项研究在让供体眼睛感光细胞复活的同时,也能让其与视网膜中的其他神经细胞交流,也就进一步证明,在一定条件和时间下死亡者的眼睛可能复活。

猪大脑细胞也能死而复活?

无独有偶,大脑中的其他细胞也有可能在死后复活,但不是人的,而是猪的。

年,美国耶鲁大学医学院的一个研究团队进行了一项试验,对猪死后的大脑输送氧气和营养液,发现可以恢复猪大脑的部分功能。

在32头猪死亡后,研究人员取下它们的大脑,在之后的4小时后猪的大脑没有血液和葡萄糖供能后,研究人员通过一种自己设计的名为BrainEx的体外人工循环装置,向猪的脑细胞输送营养和氧气,以模拟血液流动和供能。

经过这个装置6个小时的泵注,猪大脑中受过输注的区域,单个脑细胞保持了关键的细胞结构,而未经输注的大脑区域,脑细胞严重退化。同时,研究人员取出经过输注大脑区域的神经元,并用电刺激它们,发现大脑神经元呈现有活力的反应。

而且,把人工血液送入猪的死亡大脑,发现脑细胞可以吸收血糖和氧气,并产生二氧化碳。这意味着大脑细胞在恢复和发挥作用。而且,猪大脑经过输注的区域,其血管会对一种扩张血管的药物产生反应。

总的结果是,经过对猪大脑进行氧氧气和营养物质的灌注,恢复了死亡数小时的猪大脑的脑循环和部分脑细胞功能,而且至少维持了6小时。这意味着,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。

当时,这一发现挑战了过去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,引起轰动。

不过,如果与现在的视神经细胞恢复功能比较,猪大脑的恢复功能逊色一些。即便耶鲁大学的研究人员通过灌注能使猪大脑的神经元恢复活性,但是整个猪大脑神经元的系统协调活动无法恢复。

猪大脑神经细胞部分恢复功能示意图

而犹他大学的研究表明,在机体死亡长达5小时后可使中央视网膜的感光细胞的功能恢复,而且有群体反应,同时实现了视网膜细胞之间的交流。当然,此前的研究也恢复过供体眼睛中有限的生物电活动,但从未在黄斑中实现,也从未达到群体视觉细胞可以通信的程度。

脑死亡受到挑战?

既然视神经细胞可以“死而复活”,而且视神经细胞又是大脑中枢神经系统的一部分,那么,这个结果是否会挑战脑死亡标准,从而影响供体器官的摘取和器官移植?

传统的死亡标准是呼吸心跳停止,也即心肺死亡。在一些国家认定和实施脑死亡后,有不同的标准,但大同小异。一般认为,脑死亡应符合以下标准:自主呼吸停止;不可逆性深度昏迷,无自主性的肌肉活动,但脊髓反射仍可存在;脑干神经反射(颅反射)消失;瞳孔散大或固定,对光线强弱无反应;脑电波消失,呈平直线;脑血液循环完全停止。

不过,世界上大部分承认脑死亡的国家都依据美国哈佛大学医学院的标准,主要有4条:1.病人处于不可逆的深度昏迷,完全丧失了对外界刺激和内部需要的所有感受能力,以及由此引起的反应性全部消失;2.自主的肌肉运动和自主呼吸消失;3.诱导反射消失;4.脑电图示脑电波平直。除这4条标准还需要持续24小时连续观察,反复测试其结果无变化,并排除体温过低(32.2℃)或刚服用过巴比妥类药等中枢神经系统抑制剂的病例,才能宣布病人脑死亡。

中国的脑死亡标准实际上也基本采用的是哈佛标准,首先有基本标准,即深昏迷、自主呼吸停止、脑干反射消失,但是根据中国国情,增加了额外要求,在临床判定符合脑死亡标准后,必须实施确认试验。

确认试验包括3项技术,脑电活动检测的脑电图(EEG)、短潜伏期体感诱发电位(SLSEP)技术,脑血流检测的经颅多普勒超声(TCD)技术。确认试验需要至少两项符合脑死亡判定标准,才能最终确认为脑死亡,可以摘取器官供受者移植。

同时,中国的脑死亡判定在符合脑死亡最低判定标准以及进行确认试验后,还需要有一个标准,进行自主呼吸停止激发试验,即在强烈的呼吸刺激(呼吸性酸中毒)下促发自主呼吸,如果证明不存在自主呼吸,才能宣布脑死亡。

从上述标准来看,对实施脑死亡的国家可能有冲击。但是,无论是视神经元可以复活并对光做出反应并相互通信,还是猪大脑的部分神经细胞恢复活性,都不影响脑死亡的标准和判定。即便涉及到对光线的反应,也是涉及“瞳孔散大或固定,对光线强弱无反应”,而非视神经细胞是否有反应。至于猪大脑部分细胞的复活,既不能简单推论到人,也不说明脑干神经反射(颅反射)恢复了。

因此,对猪脑的研究更现实的意义是,可以加深对大脑受损后的认知,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,以前这种能力可能被低估了,大脑细胞死亡的时间跨度比之前认为的要长。因此,未来发现人类卒中和脑损伤造成严重损伤后,可以用输注方式以恢复大脑细胞的活性,有利于治疗和康复。同样,对于视网膜和黄斑病变,也可以采用刺激的方式让眼睛恢复视力或保持视力。

至于中国,目前还无法对脑死亡挑战。尽管中国有脑死亡认定的临床标准,但是在法律上,脑死亡在中国迄今没有走入立法程序。

参考文献

1.FransVinbergetal.Revivaloflightsignallinginthepostmortemmouseandhumanretina,Naturevolume,pages–,11May

2.NenadSestanetal.Restorationofbraincirculationandcellularfunctionshourspost-mortem,Naturevolume,pages–,17April

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