Но не только эксперименты показывают, что некоторые клетки могут переносить несовершенные методы заморозки, но и теория тоже. Процесс заморозки застанет различные клетки в самых разных условиях и в различных фазах цикла обмена веществ. Некоторым из них наверняка повезет.
Дополнительные свидетельства того, что повреждения мозга при заморозке могут быть умеренными даже при отсутствии защитных растворов, приводит доктор Х. Л. Розомов из Нейрологического института Нью-Йорка. Он наносил повреждения мозгу собаки, касаясь твердой мозговой оболочки медной трубкой, заполненной жидким азотом, на восемь минут. Если после этого собак держали при обычной температуре, они неизменно умирали, а изучение под микроскопом показывало «обширные повреждения клеточных элементов, особенно, нейронов, полное уничтожение клеточной архитектуры[25]…» Но из семи собак, после нанесения повреждений помещенных до нагревания на 18 часов в температуру 25 C° или ниже, две выжили, а остальные продержались в пять раз дольше, чем те, кого не подвергали гипотермии (пониженной температуре); более того, изучение повреждений показало, что: «кора головного мозга лучше сохранилась, а клетки получили менее серьезные повреждения, хотя и были обнаружены определенные негативные изменения, которые могут быть необратимыми». (93)
Экспериментаторы не ставили перед собой цели детально изучить действие заморозки, а скорее разобраться в возможности использования гипотермии для облегчения восстановления поврежденного мозга. Ученым удалось выяснить, что заморозка, скорее всего, не повреждает клетки. Это ясно означает, что наиболее серьезные повреждения происходят по причине анатомических и психологических явлений во время и после нагревания, а, будучи замороженными, клетки остаются в сравнительно хорошем состоянии. Как уже говорилось, это очень важно, поскольку наша задача состоит только в том, чтобы сохранить тело с минимальными повреждениями; если нужно, мы можем оставить решение проблем нагревания и последующего восстановления организма науке и технологиям будущего.
Аналогично, эксперименты с нервными тканями, обработанными глицерином, показывают, что наибольшие сложности, возможно, составляет не заморозка и хранение, а удаление глицерина. Доктор Смит, комментируя работу Паско, который изучил состояние нервных тканей крыс после полной пропитки их организмов раствором глицерина, говорит: «Повреждения нервных тканей, возможно, не являются лимитирующим фактором при попытках оживить целое животное, которое было пропитано глицерином, охлаждено до очень низкой температуры и снова нагрето». (110)
Потратив массу стараний, чтобы показать, что даже при грубых методах заморозки часть клеток может выживать и что даже «погибшие» клетки могут быть лишь незначительно повреждены, мы готовы сделать более определенные выводы.
Очень поможет, если читатель предварительно примет два предположения, которые будут доказаны позднее, в следующих главах:
(1) Мы постепенно начинаем овладевать, а, в конечном счете, полностью овладеем, методами чтения и модификации генетической информации, а также контроля над ростом, развитием и дифференциацией или специализацией соматических клеток (клеток тела). Станет возможным выращивать запасные части, большие или маленькие, или заставлять тело чинить себя, регенерируя недостающие части. (В случае с мозгом, конечно, полная замена или регенерация невозможны, поскольку это будет эквивалентно выращиванию нового индивида.)
(2) Богатство и ресурсы, доступные нам в будущем, будут расти все убыстряющимися темпами, как количественно, так и качественно. В частности, появятся фантастические машины, способные не только к действиям колоссальных масштабов, но и к «мышлению» на высочайших уровнях и манипуляции микроскопическими объектами. Вспомним, что память, скорее всего, хранится в виде изменений в белковых молекулах в клетках мозга,[26] и каждый элемент памяти записан в различных областях мозга. (Поскольку предполагается, что записи памяти химически схожи с записями генетической информации, и поскольку последние способны переносить температуру жидкого гелия, возможно, что и память настолько же морозоустойчива, хотя это для наших целей и не принципиально.) Другие части личности могут храниться схожим образом, а могут и содержаться в более крупных структурах, как, например, межнейронных соединениях (аксонах).
Есть неплохие шансы, что надмолекулярные структуры можно будет успешно наблюдать и изучать после заморозки. Поэтому может оказаться достаточным, если хотя бы небольшое количество клеток мозга останется сравнительно невредимым; этого хватит для достаточно точной реконструкции мозга с использованием вновь выращенных тканей.
Хирургические роботы будущего будут обладать возможностями, едва намечающимися сейчас, но первые шаги уже были сделаны в клеточной хирургии. Были проведены операции на отдельных клетках, например, ядро было пересажено из одной амебы в другую, и даже в амебу другого вида! (27) Так что, если будут необходимы методы «грубой силы», можно представить, что гигантские хирургические машины, работающие по двадцать четыре часа в сутки, десятилетиями или даже веками, постепенно восстановят замороженные мозги, клетка за клеткой, а важнейшие участки даже молекула за молекулой.
Поспешим добавить, что, по всей вероятности, используемые методы будут намного более элегантными и не предвиденными нами. Известный химик Лайнус Полинг не так давно сказал: «Великие открытия будущего — те, что сделают мир отличным от сегодняшнего — это открытия, о которых никто пока еще не думал… Я знаю… что… будут сделаны открытия, для описания которых у меня не хватит воображения, и я ожидаю их, полный любопытства и энтузиазма». (88)
Мы также должны хорошо помнить о том, что только те, кто будет заморожен в самом ближайшем будущем, могут быть значительно повреждены; в ближайшем будущем темп исследований значительно ускорится, и станут доступными безвредные технологии заморозки. В действительности же человек уже сейчас, вероятно, мог бы быть заморожен со сравнительно небольшими повреждениями, как показано в следующем разделе.
Действительно ли высокая скорость заморозки с охлаждением на много градусов в минуту недостижима для такого большого животного, каким является человек? И каковы шансы обеспечить защиту крупному организму с помощью пропитывания защитными агентами, такими как глицерин?
Похоже, что при отсутствии защитного агента, мозг (и тело) должны быть заморожены быстро. Это не предотвратит всех повреждений, но может снизить степень риска денатурации белка. Насколько же быстрой может быть заморозка?
Просто поместить голову или тело, или даже открытый мозг в холодную ванну, например, из жидкого азота, недостаточно, за исключением заморозки внешних слоев. И хотя существуют методы передачи теплоты, отличные от обычной теплопроводимости, они мало подходят для охлаждения тела. Единственный метод, применимый в сегодняшних условиях, требует увеличения площади контакта мозга с охладителем.
Самым очевидным приемом будет пропустить охлаждающую жидкость через кровеносные сосуды мозга. На самом деле, это уже делается в операциях на открытом сердце, но при температурах выше температуры замерзания. Вопрос о том, возможно ли сделать что-то подобное при отрицательной температуре, остается открытым и требует дальнейших исследований. Несомненно, это будет сложно, поскольку сосуды будут становиться хрупкими, засоряться и сжиматься, но нет причин, по которым это было бы невозможным.
Некоторые сверхрадикальные методы также лежат на поверхности. К примеру, мозг может быть «разделен» на небольшие сегменты, которые можно охладить гораздо быстрее. Или же полые иглы, содержащие охладитель, могут быть вставлены в мозг, как в подушечку для булавок; иглы будут вводиться в различные области двух полушарий мозга, чтобы избежать повреждения схожих участков с каждой стороны. Или же мозг после охлаждения может быть разрезан на слои для быстрой заморозки; можно предположить, что такие механические повреждения, хотя и огромные по сегодняшним меркам, оказаться значительно меньше в сравнении с повреждениями от медленной заморозки, и, соответственно, могут быть легче исправлены.
26
В настоящее время среди нейробиологов наиболее популярен комплексный подход к объяснению механизмов функционирования долговременной памяти: она представляется свойством мозга как системы в целом, а не его отдельных молекулярных или клеточных компонентов.