Varkenshersenen zijn gedeeltelijk opnieuw geactiveerd na hun dood – wat houdt dat in?

De hersenen van overleden varkens zijn gedeeltelijk opnieuw geactiveerd, enkele uren na hun dood. Hier is alles wat je moet weten over het experiment, en wat het betekent voor ons eigen brein.

Wat is er gebeurd met de varkenshersenen?

De hersenen zijn uit de varkens gehaald, vier uur na hun dood. Vervolgens werden de hersenen zes uur lang door een apparaat, BrainEx, voorzien van een kunstmatige bloedtoevoer. Verrassend genoeg verminderde deze bloedtoevoer de hoeveelheid hersenschade die normaal optreedt na sterfte. Bovendien leken sommige hersencellen ook weer in staat glucose en zuurstof te gebruiken.

Waren de dode hersenen zich bewust van wat er gebeurde?

Het kunstmatige bloed dat werd toegediend bevatte medicijnen die ervoor zorgen dat de zenuwcellen stopten met vuren – deels om het herstel van de cellen te stimuleren, en deels om er voor te zorgen dat er geen mogelijkheid was dat de hersenen iets van bewustzijn zouden ervaren. Toen enkele zenuwcellen uit het brein werden weggesneden en getest in een schaaltje zonder deze medicijnen, bleek dat ze nog steeds in staat waren om elektrische signalen te versturen.

Weten we zeker dat de medicijnen alle hersenactiviteit stopten?

Ja, het onderzoeksteam mat ook de hersenactiviteit van de dieren met een elektro-encefalogram (EEG), terwijl ze aan BrainEx zaten. Er waren geen hersengolven zichtbaar, en die zijn wel nodig voor enige vorm van bewustzijn. ‘De georganiseerde elektrische activiteit die geassocieerd wordt met bewustzijn is nooit waargenomen’, zegt ethicus en lid van het onderzoeksteam Stephen Latham van Yale University. Als er hersengolven zichtbaar waren geweest, dan was het experiment meteen gestaakt.

Betekent dit dat we mensenbreinen terug tot leven kunnen wekken na overlijden?

Zeker niet. Er waren slechts kleine tekenen aanwezig van functionerende individuele hersencellen – de gecoördineerde activiteiten van alle hersencellen en structuren die nodig zijn voor perceptie of bewustzijn zijn niet waargenomen. Het zou een grote sprong zijn om aan te nemen dat zulke hogere functies mogelijk zijn. ‘Dit is geen levend brein, dit zijn hersenen die actief zijn op cellulair niveau’, zegt Nenad Sestan van Yale School of Medicine, die ook onderdeel was van het team dat het onderzoek uitvoerde.

Hoe ethisch was dit experiment?

Sestans groep gebruikte varkens uit het slachthuis, dus het was niet nodig om extra varkens op te offeren voor het experiment. Ook kreeg de groep ethische goedkeuring van alle relevante ethische commissies. Sommige wetgeving in de Verenigde Staten gaat echter alleen over experimenten die gedaan worden op levende wezens, dus het is onduidelijk hoe ze toepasbaar zijn op deze tot leven gewekte hersenen. Het team zou daarom graag zien dat de regelgeving herzien wordt. Voor de zekerheid zouden dit soort hersenen in de toekomst een verdovingsmiddel toegediend moeten krijgen, oppert hoogleraar ethiek Nita Farahany van Duke University in North Carolina.

Hoe verandert dit ons begrip van het brein?

Tot nu toe dachten we dat slechts een paar minuten zonder zuurstof tot hersenschade leidt, waarbij een cascade aan onomkeerbare celdood en degeneratie optreedt. We weten nu dat op zijn minst bepaalde celactiviteit hersteld kan worden – zelfs vier uur na het overlijden, zonder koeling. ‘Het proces van celdood duurt langer dan we dachten’, aldus Sestan.

Kunnen deze resultaten implicaties hebben voor orgaandonatie na hersendood?

Niet in de nabije toekomst. Donororganen zijn vaak afkomstig van iemand met ernstige hersenschade die geen functionerende hersenstam meer heeft. De hersenstam is het gedeelte van het brein dat essentieel is voor leven. Er is niemand die herstelt nadat er hersenstamdood is aangetoond, stelt John Dark van Newcastle University in het Verenigd Koninkrijk.

Heeft dit onderzoek nog andere implicaties?

Om te beginnen geeft het experiment een nieuwe mogelijkheid om hersenen in het lab te bestuderen. Het kunstmatige bloed zou in de geneeskunde gebruikt kunnen worden om hersenen en andere organen te beschermen tegen schade die optreedt door een tijdelijk gebrek aan zuurstof, bijvoorbeeld na een hartaanval. Dit bloed bevat namelijk stoffen die zenuwcellen beschermen tegen schade, en in tegenstelling tot echt bloed, bevat het geen immuuncellen die mogelijk bijdragen aan hersenschade. ‘Als dit werkt voor hersencellen dan werkt het met wat aanpassingen wellicht ook voor minder gevoelige organen’, zegt Latham.