Οι επιστήμονες εντόπισαν για πρώτη φορά από πού ξεκινά η διαδικασία διακοπής λειτουργίας του εγκεφάλου όταν το όργανο πεθαίνει. Ανακάλυψαν το σημείο εκκίνησης αυτού που αποκαλούν «κύμα θανάτου», όταν χημικές ουσίες, που απελευθερώνονται, σαρώνουν τον εγκέφαλο, ακολουθεί ένα κύμα ηλεκτρισμού και μετά… τίποτα.
Η επικεφαλής συγγραφέας Séverine Mahon, νευροεπιστήμονας στο Ινστιτούτο Εγκεφάλου στο Παρίσι, είπε στην DailyMail.com: «Η έρευνά μας δείχνει ότι το να πεθαίνεις (και όχι ο θάνατος) δεν είναι ένα γεγονός αλλά μια «μακρά» διαδικασία που μπορεί να αντιστραφεί μέχρι ένα ορισμένο σημείο. Αλλά δεν γνωρίζουμε ακόμη πού ακριβώς βρίσκεται το σημείο χωρίς επιστροφή».
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Neurobiology of Disease.
Η έρευνα για τη διαδικασία του εγκεφαλικού θανάτου
Για να διερευνήσει πώς μοιάζει η διαδικασία του εγκεφαλικού θανάτου, η ομάδα εμφύτευσε χειρουργικά μικροσκοπικούς ανιχνευτές σε ομάδες εγκεφαλικών κυττάρων και μεμονωμένους νευρώνες στον εγκέφαλο αρουραίων.
Αυτά τα εργαλεία μέτρησαν την ηλεκτρική και χημική δραστηριότητα στον εγκέφαλο των αρουραίων καθώς πέθαιναν. Τα αποτελέσματα των ερευνητών δείχνουν πώς ο θάνατος δεν είναι τόσο απλός όσο νομίζουμε.
Δεν είναι απλώς ένας διακόπτης που αλλάζει από το “on” στο “off”, αλλά μια σταδιακή διαδικασία κατά την οποία κυψέλες και περιοχές απενεργοποιούνται, με διαφορετικούς τρόπους, εκπέμποντας μοναδικά σήματα ενώ το κάνουν.
Το ακριβές «σημείο χωρίς επιστροφή» – όταν η συνείδησή μας σβήνει και δεν μπορεί να επιστρέψει – είναι ακόμα υπό συζήτηση, αλλά η κατανόηση του πώς και πού συμβαίνει το «κύμα θανάτου» μπορεί να βοηθήσει τους γιατρούς να αναπτύξουν καλύτερα φάρμακα ή θεραπευτικές στρατηγικές για την πρόληψη της εγκεφαλικής βλάβης σε περίπτωση σοβαρού τραυματισμού, είπαν οι ερευνητές που βρίσκονται πίσω από τη νέα μελέτη.
Υπάρχουν χρονικά περιθώρια για τη δυνατότητα αναζωογόνησης ενός εγκεφάλου πεθαίνει, αλλά δεν υπάρχει ένα απαράβατο σημείο αποκοπής, έδειξε πρόσφατη έρευνα.
Στη νέα μελέτη, αφαίρεσαν από τα αναίσθητα ζώα τους αναπνευστήρες που είχαν για την υποστήριξη της αναπνοής τους, ενώ τα εμφυτευμένα όργανα κατέγραφαν τι συνέβαινε, τόσο ενώ τα ζώα πέθαιναν όσο και ενώ τα επανέφεραν στη ζωή.
Η δραστηριότητα αξιολογήθηκε στον σωματοαισθητικό φλοιό, μια περιοχή στο εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου που επεξεργάζεται σήματα σχετικά με τη θερμοκρασία, την αφή, την υφή και τον πόνο, καθώς και την επίγνωση της θέσης και της κίνησης του σώματος στον χώρο. Ο σωματοαισθητικός φλοιός του εγκεφάλου μας έχει παρόμοιο ρόλο, δομή και θέση.
Καθώς οι αρουραίοι πέθαιναν, οι επιστήμονες παρατήρησαν το πρώτο κύμα δραστηριότητας, η οποία προκλήθηκε από το γλουταμινικό που λειτουργεί ως χημικός αγγελιοφόρος που ενθαρρύνει τη διέγερση των νευρώνων.
Τεράστια απελευθέρωση γλουταμινικού συνέβη καθώς τα εγκεφαλικά κύτταρα, που στερούνταν οξυγόνο, εξάντλησαν γρήγορα την προσφορά τους σε ATP, το μόριο που δίνει στα κύτταρα την ενέργεια που χρειάζονται για να λειτουργήσουν. Και ακριβώς πριν ο εγκέφαλος ατονήσει, έρχεται «μια περίοδος έντονης δραστηριότητας του φλοιού», είπε η Mahon.
Αυτή η αύξηση παίρνει τη μορφή κυμάτων γάμμα και βήτα, δηλαδή σημάτων του εγκεφάλου που συνήθως συνδέονται με συνειδητές εμπειρίες.
«Γνωρίζουμε ότι αυτά τα εγκεφαλικά κύματα σε υγιή άτομα είναι υπεύθυνα για την ανάκληση της μνήμης», είπε στη DailyMail.com ο Ajmal Zemmar, νευροχειρουργός στο Πανεπιστήμιο του Louisville που δεν συμμετείχε στην έρευνα. ‘Οπότε αναρωτιόμαστε αν τη στιγμή του θανάτου συμβαίνει το ίδιο πράγμα: να έχετε ανάκληση μνήμης αφού η καρδιά σας σταματήσει να χτυπά και ο εγκέφαλος προετοιμάζεται για τον θάνατο. Ωστόσο, ο ασθενής είναι σαφώς αναίσθητος όταν συμβαίνει αυτό, είπε η Mahon.
Μερικοί πιστεύουν ότι αυτή η δραστηριότητα είναι υπεύθυνη για τις επιθανάτιες εμπειρίες που αναφέρουν οι άνθρωποι, πρόσθεσε.
«Μια εναλλακτική υπόθεση (η δική μας) είναι ότι οι επιθανάτιες εμπειρίες συμβαίνουν κατά τη σταδιακή επιστροφή των δραστηριοτήτων του φλοιού (που μοιάζουν με εκείνες που σχετίζονται με παραισθήσεις) ύστερα από επιτυχή ανάνηψη».
Δυστυχώς, είναι δύσκολο ή αδύνατο για τους επιστήμονες να γνωρίζουν ακριβώς πώς αισθάνεται κάποιος κάθε κομμάτι της εμπειρίας του θανάτου.
Το κύμα θανάτου
«Όταν κάποιος πεθάνει, δεν μπορείς να τον ρωτήσεις», είπε ο Zemmar. Μετά από αυτά τα μυστηριώδη κύματα δραστηριότητας, η εγκεφαλική δραστηριότητα σταματά. Αλλά αυτό δεν είναι το τέλος. Τότε συμβαίνει το λεγόμενο «κύμα θανάτου»: Ένα ισχυρό κύμα ηλεκτρισμού ακτινοβολεί μέσω του εγκεφάλου καθώς οι νευρώνες απενεργοποιούνται. Αυτό το ηλεκτρικό κύμα, που ονομάζεται «ανοξική εκπόλωση», σηματοδοτεί τον θάνατο των νευρώνων.
«Όπως ένα κύκνειο άσμα, είναι ο πραγματικός δείκτης της μετάβασης προς τη διακοπή κάθε εγκεφαλικής δραστηριότητας», είπε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Antoine Carton-Leclercq, μεταπτυχιακός φοιτητής, σε μια δήλωσή του.
«Γνωρίζαμε ήδη ότι είναι δυνατό να αντιστρέψουμε τα αποτελέσματα της ανοξικής εκπόλωσης εάν καταφέρουμε να επαναφέρουμε το υποκείμενο μέσα σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα», είπε ο Carton-Leclercq. «Έπρεπε ακόμα να καταλάβουμε σε ποιες περιοχές του εγκεφάλου το κύμα θανάτου είναι πιθανό να κάνει τη μεγαλύτερη ζημιά για να διατηρήσει τη λειτουργία του εγκεφάλου όσο το δυνατόν περισσότερο».
Συγκρίνοντας την ηλεκτρική δραστηριότητα πριν και κατά τη διάρκεια της ανοξικής εκπόλωσης, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το κύμα του θανάτου ξεκίνησε στα κύτταρα βαθιά στον σωματοαισθητικό φλοιό, αλλά σχετικά κοντά στην επιφάνεια του εγκεφάλου ως σύνολο, που ονομάζεται στρώμα 5. Κινήθηκε τόσο προς τα πάνω, στην επιφάνεια, όσο και προς τα κάτω, σε ακόμη βαθύτερα στρώματα.
«Έχουμε παρατηρήσει αυτήν την ίδια δυναμική κάτω από διαφορετικές πειραματικές συνθήκες και πιστεύουμε ότι θα μπορούσε να υπάρχει στους ανθρώπους», είπε η Mahon.
Το γεγονός ότι το κύμα θανάτου προήλθε από το στρώμα 5 υποδηλώνει ότι αυτά τα κύτταρα που διψούν για ενέργεια μπορεί να αποκοπούν νωρίτερα από τον εγκέφαλο, υπέθεσε ο Zemmar, καθώς προσπαθεί να διατηρήσει πιο σημαντικές περιοχές – όπως το φλοιώδες στρώμα 2, το οποίο σχετίζεται με τη σκέψη.
Για να μάθουν εάν η εγκεφαλική λειτουργία μπορεί να ανακτηθεί, άνοιξαν ξανά τους αναπνευστήρες των αρουραίων και συνέχισαν να καταγράφουν την ηλεκτρική δραστηριότητα σε πολλαπλά στρώματα του εγκεφάλου.
Όταν οι ετοιμοθάνατοι εγκέφαλοι επανήλθαν στη ζωή, υπήρξε επαναπόλωση των νευρώνων, το αντίθετο δηλαδή από αυτό που συνέβη κατά τη διάρκεια του κύματος του θανάτου (εκπόλωση).
Κατά τη διαδικασία επαναπόλωσης, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι νευρώνες παράγουν δραστηριότητα με τη μορφή εγκεφαλικών κυμάτων που έδειχναν πόσο πιθανό ήταν αυτό το ευαίσθητο όργανο να ανακτήσει τη λειτουργία του.
«Είναι πλέον αποδεδειγμένο ότι, από φυσιολογική άποψη, ο θάνατος είναι μια διαδικασία που απαιτεί τον χρόνο της», είπε ο επικεφαλής ερευνητής Stéphane Charpier, «και ότι επί του παρόντος είναι αδύνατο να διαχωριστεί αυστηρά από τη ζωή».
Με άλλα λόγια, το κύμα του θανάτου δεν σημαίνει απαραίτητα ότι ο εγκέφαλος είναι τελείως νεκρός.
Το επόμενο στοίχημα για τους ερευνητές
«Πρέπει τώρα να καθορίσουμε τις ακριβείς συνθήκες κάτω από τις οποίες αυτές οι λειτουργίες μπορούν να αποκατασταθούν και να αναπτύξουμε νευροπροστατευτικά φάρμακα για την υποστήριξη της αναζωογόνησης σε περίπτωση καρδιακής και πνευμονικής ανεπάρκειας», πρόσθεσε ο Charpier.
Στις περισσότερες περιπτώσεις στους ανθρώπους, η αποκατάσταση της αναπνοής μέσα σε τέσσερα λεπτά από τη διακοπή της καρδιάς θα αποτρέψει τον εγκεφαλικό θάνατο. Μετά από αυτό, διαφορετικές περιοχές αρχίζουν να πεθαίνουν με διαφορετικούς ρυθμούς, όπως και στους αρουραίους.
Εάν οι γιατροί καταφέρουν να καταλάβουν πώς να αποτρέψουν το κύμα του θανάτου, είτε στοχεύοντας την προέλευση του κύματος είτε περιορίζοντας την εξάπλωσή του, μπορούν να βοηθήσουν στην επιβράδυνση ή τη διακοπή αυτής της διαδικασίας.
Η νέα μελέτη είναι μόνο η αρχή αυτής της μεγάλης έρευνας, αλλά η εύρεση της πηγής του προβλήματος είναι το πρώτο βήμα προς την επίλυσή του.
