Ученые разработали новый способ глубокой заморозки тканей мозга, который позволяет после размораживания восстанавливать работу нервных клеток и сохранять связи между ними. Метод протестировали на участках мозга грызунов.
Об этом пишет издание SciTechDaily.
Исследователи из немецкого университета Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg заявили, что сделали важный шаг к безопасному замораживанию и восстановлению живых тканей мозга. Основной проблемой таких технологий являются кристаллы льда, которые разрушают клетки и повреждают структуру тканей.
Вдохновением для исследования стала сибирская саламандра — амфибия, способная переживать экстремальный холод. По некоторым данным, это животное может десятилетиями находиться в мерзлоте при температурах почти минус 50 градусов и после потепления снова возвращаться к нормальной жизни.
Ученые объясняют, что печень саламандры вырабатывает глицерол — спирт, который снижает температуру замерзания внутри организма и защищает клетки во время замораживания и оттаивания.
«Именно образование кристаллов льда делает сильный холод таким опасным для живых организмов»,
— пояснил доктор Александр Герман из отделения молекулярной неврологии клиники Erlangen. По его словам, кристаллы могут механически повреждать клетки и разрушать тонкую структуру тканей.
Похожие принципы уже используют для долговременного хранения человеческих эмбрионов. Для этого клетки обрабатывают веществами, которые препятствуют образованию льда. При охлаждении ниже минус 130 градусов вода в клетках переходит в стекловидное состояние вместо формирования кристаллов.
Этот процесс называют витрификацией. Однако ранее ученым не удавалось замораживать нервные ткани так, чтобы после размораживания они снова нормально работали. Особенно уязвим мозг, ведь он содержит сотни миллионов нервных клеток, соединенных между собой синапсами.
Предыдущие методы повреждали эти связи даже тогда, когда сами клетки выживали. Новый подход позволил сохранить структуру тканей благодаря измененному составу защитных веществ и усовершенствованному процессу охлаждения.
Команда испытала метод на гиппокампе грызунов — участке мозга, отвечающем за память. Ткани охладили до минус 130 градусов.
По словам Германа, электронная микроскопия показала, что структура тканей после замораживания не изменилась.
После размораживания в гиппокампе снова возникли электрические сигналы, которые нормально распространялись по нервным сетям. Кроме того, исследователи смогли активировать механизм долговременного усиления синапсов — процесс, который считают ключевым для обучения и формирования новых воспоминаний.
Ученые считают, что технология может помочь в изучении эпилепсии и нейродегенеративных заболеваний. Например, ткани, удаленные во время операций, можно будет годами хранить, а затем использовать для тестирования лекарств.
Доктор Александр Герман также предположил, что в будущем подобные технологии могут позволить вводить людей или целые организмы в искусственную «спячку». По его словам, это может стать полезным для космических путешествий или для пациентов с неизлечимыми сейчас болезнями, для которых лечение может появиться позже.
Читайте также:
- Необратимый вред. Сахарная диета навсегда меняет мозг и ухудшает память — исследование
- Эффект с первых недель. Нейробиологи доказали быструю трансформацию мужского мозга после рождения ребенка
- Псилоцибин против депрессии. Ученые обнародовали новые данные о том, как мозг реагирует на лечение
