Ihmisen kryosäilytys on kryoniikan vaihe, jonka tekniset periaatteet tunnetaan jo melko hyvin. Kryosäilytyksen purkamista emme sen sijaan vielä osaa.
Toteamus ”emme vielä osaa purkaa kryosäilytystä” viittaa useisiin erillisiin ongelmiin, joista osa on lähempänä ratkaisua kuin muut. Tässä artikkelissa tarkastellaan artikkelissa ”Miksi herättäminen ei ole tällä hetkellä mahdollista?”
Uudelleenlämmitys on kriittinen vaihe
Jäähdytys on ehkä yllättäen teknisesti uudelleenlämmitystä helpompi vaihe. Uudelleenlämmityksessä kudoksiin voi syntyä uusia vaurioita.
Jäähdytys voidaan tehdä hitaasti ja huolellisesti. Uudelleenlämmityksen on sen sijaan oltava nopeaa, sillä hidas lämpeneminen lisää jään muodostumisen riskiä.
Uudelleenlämmityksessä lasimaisessa tilassa säilytetty näyte käy läpi lämpötila-alueen, jossa sen lasimainen rakenne voi osittain kiteytyä.
Tätä prosessia kutsutaan devitrifikaatioksi: vitrifikaatiossa muodostunut lasimainen rakenne alkaa muuttua jälleen kiteiseksi.
Jään muodostuminen ei ole uudelleenlämmityksen ainoa vaara. Epätasainen lämmitys aiheuttaa lämpöjännityksiä, jotka voivat murtaa lasimaisen rakenteen.
Uudelleenlämmitysmenetelmän on ratkaistava kaksi ongelmaa samanaikaisesti, sillä yhden ongelman vähentäminen voi pahentaa toista.
Yksittäisissä soluissa ongelma on vielä hallittavissa. Lämpimään nesteeseen asetettu solu lämpenee alle minuutissa, ja sen koko tilavuus lämpenee käytännössä samanaikaisesti.
Mittakaava muuttaa ongelman täysin. Suuri kohde ei lämpene tasaisesti: ulkopinta lämpenee sisäosaa nopeammin, ja eri kudokset lämpenevät eri nopeuksilla.
Jos jokin alue lämpenee muita hitaammin, se voi jäädä lämpötila-alueelle, jolla jäätä muodostuu, vaikka viereiset alueet ovat jo turvallisemmassa lämpötilassa.
Kyse ei siis ole pelkästään nopeudesta. Koko tilavuuden on lämmettävä nopeasti ja tasaisesti, ja erityisesti tasaisen lämmityksen saavuttaminen on vaikeaa.
Tutkimuksessa tarkastellaan kahta pääasiallista lähestymistapaa. Toisessa käytetään korkeaintensiteettistä fokusoitua ultraääntä. Menetelmää on kokeiltu sukkulamadolla, joka lämmitettiin uudelleen ja palautettiin eloon.
Toinen menetelmä on nanolämmitys: kudokseen lisätään magneettisia nanohiukkasia, joita lämmitetään vaihtelevalla magneettikentällä niin, että lämpö syntyy mahdollisimman tasaisesti kudoksen sisällä.
Näitä menetelmiä on toistaiseksi kokeiltu vain pienessä mittakaavassa. Pienestä mittakaavasta ihmisen mittakaavaan siirtyminen vaatii muutakin kuin suuremman laitteen rakentamista.
Kryoprotektanttien myrkyllisyys on hallittava
Uudelleenlämmitystä vaikeuttavat myös kemialliset tekijät, eivätkä ongelmat liity pelkästään lämpöön.
Kryoprotektantit mahdollistavat säilytyksen, mutta kryogeenisissä lämpötiloissa niiden haitalliset kemialliset vaikutukset hidastuvat olennaisesti.
Ne muuttuvat myrkyllisiksi, kun lämpötila nousee. Kryoprotektanttien poistaminen on siis yhtä lailla kilpailua aikaa vastaan kuin uudelleenlämmitys.
Aineet on poistettava uudelleenlämmityksen aikana nopeasti, mahdollisimman täydellisesti ja tasaisesti koko kehosta ennen kuin ne vahingoittavat kudosta.
Nämä kaksi vaatimusta ovat ristiriidassa keskenään. Nopea lämmittäminen jättää vähemmän aikaa aineiden poistamiseen, kun taas hitaampi lämmittäminen lisää jään muodostumisen riskiä.
Myös tässä mittakaava vaikeuttaa ongelmaa. Aineiden poistaminen edellyttää nesteen kierrättämistä sellaisen kudoksen verisuonistossa, joka on ollut kryogeenisessä lämpötilassa mahdollisesti vuosia.
Nykyisin ei ole tekniikkaa, joka ratkaisisi nämä molemmat ongelmat ihmisen mittakaavassa. Kyse on yhdestä alan keskeisimmistä ratkaisemattomista ongelmista ja syystä siihen, ettei ihmistä voida vielä säilöä siten, että hänet voitaisiin myöhemmin herättää.
Toinen tutkimussuunta on vähentää kryoprotektanttien myrkyllisyyttä jo lähtökohtaisesti. Kyse on pitkästä tutkimuslinjasta, ei vielä ratkaistusta ongelmasta. Aihetta käsitellään tarkemmin artikkelissa ”Alan kehitys”.
Ja alkuperäinen ongelma odottaa yhä
Vaikka uudelleenlämmitys onnistuisi täydellisesti ja kryoprotektantit saataisiin poistettua kokonaan, ongelmia jäisi silti jäljelle. Jäljelle jäisi potilas, jolla olisi yhä sairaus tai vamma, jonka vuoksi hänet oli todettu lain mukaan kuolleeksi.
Korjattaviksi jäisivät myös iskeemiset vauriot sekä säilytyksen aikana syntyneet vauriot.
Kryosäilytyksen purkaminen edellyttäisi kaikkien näiden vaurioiden korjaamista. Siksi herättämisen mahdollisuus edellyttäisi teknologioita, joita ei vielä ole olemassa.
Tämä keskeinen ongelma jää helposti sivuun, kun herättämisen mahdollisuutta pohditaan. Uudelleenlämmitys herättää huomiota, koska se on näyttävä ongelma, mutta alkuperäisen sairauden parantaminen voi olla vielä vaikeampaa.
Jos potilaalla olisi ollut levinnyt syöpä, syöpä olisi parannettava, eikä pelkkä kryosäilytyksen vaikutusten kumoaminen riittäisi. Näistä kahdesta ongelmasta kryosäilytys on teknisesti helpompi ratkaista.
Yksityiskohtaisimman etenemissuunnitelman esittää Robert Freitas teoksessaan Cryostasis Revival. Se hahmottelee kaksi laajaa reittiä.
Tavanomaisemmassa vaihtoehdossa vitrifioitunut rakenne kartoitettaisiin ensin, sitten kryoprotektantti poistettaisiin ja kudosta korjattaisiin molekyylikoneiden avulla uudelleenlämmityksen aikana.
Radikaalimmassa vaihtoehdossa, molekyylirekonstruktiossa, aivot kartoitettaisiin atomi kerrallaan ja rakennettaisiin uudelleen tämän kartan perusteella.
Molemmat ovat kaukaisen tulevaisuuden teknologioita ja perustuvat oletukseen kehittyneestä nanoteknologiasta. nanoteknologiaan perustuvat ratkaisut. Muita mahdollisia lähestymistapoja käsitellään artikkelissa ”Miten herättäminen voitaisiin saavuttaa”.
Mitä on tehty käytännössä, ja missä mittakaavassa
Olisi harhaanjohtavaa väittää, että kryosäilytyksen purkaminen olisi kaikissa mittakaavoissa pelkkää hypoteesia. Joissakin osakysymyksissä on edistytty, ja on syytä kuvata tarkasti, missä.
Kanin munuainen on vitrifioitu, lämmitetty uudelleen, siirretty vastaanottajaan ja todettu toimivaksi. Kyse oli kokonaisen elimen onnistuneesta vitrifioinnista, uudelleenlämmityksestä ja siirrosta, jonka tuloksista raportoitiin vuonna 2009.
Vuonna 2023 vastaava vitrifiointi, uudelleenlämmitys ja siirto tehtiin nanolämmityksen avulla. Rotan munuaisia vitrifioitiin, säilytettiin kryogeenisesti jopa 100 päivän ajan, lämmitettiin sisältä käsin ja siirrettiin vastaanottajiin, jotka elivät sen jälkeen ainoastaan siirretyn munuaisen varassa.
Aivokudosta koskevissa tutkimuksissa on havaittu toiminnallista palautumista vitrifikaation jälkeen. Aihetta käsittelevät tutkimusartikkelit on koottu erilliseen luetteloon: aiheeseen liittyvät tutkimusartikkelit.
Seuraava tutkimusaskel on tutkia kokonaisia elimiä, sillä niissä on verisuonisto. Nanolämmitys edellyttää, että hiukkaset voidaan jakaa kudokseen verisuoniston kautta. Kokonaisella elimellä on verisuonisto, mutta kudospalalla ei.
Seuraavaksi on syytä tarkastella mittakaavaeroa realistisesti. Rotan munuainen on kooltaan noin rypäleen kokoinen, ja sen tehtävä on verrattain rajattu.
Ihmisen aivot ovat paljon suuremmat ja huomattavasti monimutkaisemmat. Aivoissa olisi suodatustoiminnon sijasta palautettava ihmisen identiteettiä ylläpitävä rakenne.
Ero koskee sekä kokoa että monimutkaisuutta sekä tarvetta korjata kuolemaan johtanut sairaus tai vamma.
Tähän mennessä kertynyt näyttö viittaa siihen, että joitakin aiemmin mahdottomilta vaikuttaneita ongelmia voidaan vähitellen ratkaista yhä suuremmassa mittakaavassa. Näytön perusteella ei kuitenkaan voida arvioida, millä aikataululla ratkaisut voisivat edetä.
Tiivistetysti: ihmisen kryosäilytyksen purkaminen edellyttäisi turvallista uudelleenlämmitystä, kryoprotektantin poistamista sekä säilytysvaurioiden ja alkuperäisen sairauden korjaamista. Näitä valmiuksia ei tällä hetkellä ole ihmisen mittakaavassa.
Tutustu tähän käytännön työkaluun
Käytä interaktiivista työkalua tarkastelemaan tämän artikkelin kysymystä.
Ladataan interaktiivista työkalua...
Lisää aiheesta