Laatst kwamen we vreemd nieuws tegen. Je hoort hier niet elke dag over. Een startup die wordt gesponsord door het Massachusetts Institute of Technology, voor $ 10.000, houdt je hersenen op synapsniveau. Al in deze eeuw, belooft het bedrijf, zullen er neurowetenschappers zijn die informatie die in deze synapsen is opgeslagen, kunnen extraheren, uploaden naar een supercomputer, je herinneringen opnieuw laden en 'je geest archiveren'. Maar er is één ding: de technologie werkt alleen als je nog leeft. Om je hersenen verbonden te houden - het ingewikkelde netwerk van verbindingen van alle hersensynapsen - zullen ze je moeten doden. Klinkt waanzinnig grappig of belachelijk gestoord. En het is moeilijk te geloven. Maar we zijn volwassenen, we zijn geïnteresseerd in de wetenschappelijke kant van de kwestie, en niet in kale beloftes.
Nog niet zo lang geleden toonde Nectome zelfs zijn blauwe droom aan de startup incubator van Y Combinator en … kwam op de lijst van gewenste partners terecht. En klanten kwamen vrijwel meteen opdagen. Het is niet moeilijk te begrijpen waarom: Nectome verkoopt een oud maar zeer aantrekkelijk idee om bewustzijn naar de cloud te uploaden.
Wacht tot je sceptisch met je ogen rolt. Nectome Brain Conservation Technique heeft een prijs van $ 80.000 gewonnen van de Brain Conservation Foundation (BPF) voor het behoud van de varkenshersenen. Nu werken ze samen met een van de meest vooraanstaande neurotechnologen van het Massachusetts Institute of Technology (MIT), Dr. Ed Boyden, om samen aan de methode te blijven werken.
Boyden had eerder geweldige technologie ontwikkeld die hersenweefsel fysiek 10 tot 20 keer vergroot. Door de speciale cryoconserveringssaus van Nectome te combineren met Boydens expansiemicroscopie, kan een startup een verbluffend resultaat bereiken: het hele menselijke brein op nanoschaal behouden, waar elke synaps door een elektronenmicroscoop kan worden gezien.
Het idee kreeg onlangs een subsidie van $ 900.000 van de National Institutes of Health en meer dan $ 1 miljoen aan financiering.
Dr. Sebastian Sjung zei ooit: "Ik ben mijn connectoom." Het is niet moeilijk voor te stellen dat je herinneringen (en zelfs jezelf) uit een zorgvuldig bewaard brein kunnen worden gehaald en dat je bewustzijn een nieuw leven zal krijgen.
Kortom, een brein in een vat is niets nieuws. Maar wat dan?
Promotie video:
Bevroren in de tijd
In tegenstelling tot cryogene middelen, bewaart Nectome uw hoofd niet in vaten met vloeibare stikstof. In plaats daarvan gebruikt het de aldehyde-gestabiliseerde cryopreservatie (ASC) -methode om de levende hersenen te balsemen voorafgaand aan cryoprotectie.
Het belangrijkste doel is niet om "biologische vitaliteit" te behouden, zegt het startup-team, "maar om de delicate en zeer structurele vorm van de hersenen te behouden."
ASC, voor het eerst gepubliceerd in Cryobiology in 2015, is een buitengewoon onaangename methode: ondergedompeld in een staat van volledige anesthesie (anesthesie) verwijdert het lichaam, terwijl het hart kunstmatig wordt ondersteund, bloed, dat wordt vervangen door een chemische stof genaamd glutaaraldehyde. Deze houder werkt als moleculaire handboeien door eiwitten aan elkaar te naaien en hun structuur te stabiliseren.
Onthoud: dit proces doodt de hersenen. Er is geen weg terug.
Maar dit is precies het doel. Het dode brein kan geen postume biologische processen starten die tot verval leiden. De houder houdt de hersenen zo natuurlijk mogelijk - neurowetenschappers gebruiken deze vaak om hersenmonsters te verwerken voordat ze door een microscoop kijken.
Eenmaal 'opgelost', gebruikt het Nectome-team een automatische pomp om hun eigen bloedcirculatiesysteem te starten, maar met een cryoprotectieve oplossing. De hersenen worden vervolgens door de chirurgen verwijderd en in een accumulator geplaatst om af te koelen tot -135 graden Celsius.
Dus "de biologische tijd lijkt te stoppen, waardoor de hersenen heel lang kunnen worden opgeslagen", leggen de wetenschappers uit.
Eerst getest op de hersenen van een konijn en een varken, de technologie werkte prima. Na het ontdooien wordt de cryoprotectie weggewassen, waardoor de volledig geconserveerde hersenen overblijven voor connectomische analyse.
Vervang nu de konijnen en varkens door mensen. Dit is wat Nectome voor haar klanten wil doen.
Onschatbare valuta
Nectome heeft zijn vingers al gelanceerd om het menselijk brein te behouden, volgens MIT Technology Review. In februari kocht het team de hersenen van een onlangs overleden vrouw en voerde een ASC uit in het mortuarium. Het proces duurde ongeveer zes uur.
Hoewel het waardevolle orgaan binnen twee en een half uur dood was, was het brein van de vrouw "een van de beste die ooit bewaard zijn gebleven", zegt Robert McIntyre, medeoprichter van Nectome.
Laten we even afdwalen en de belofte van het uploaden van bewustzijn opzij zetten. De integratie van ASC met uitgebreide microscopie heeft een enorm wetenschappelijk potentieel. Volgens Ma Chao, een professor aan de Chinese Academie voor Medische Wetenschappen, kunnen met ASC behandelde weefsels belangrijke informatie verschaffen over de subcellulaire structuren in een neuron.
"Deze informatie kan erg belangrijk zijn voor onderzoek naar hersenveroudering en degeneratieve aandoeningen", zei hij in een interview.
Door bijvoorbeeld de synaptische structuren van gezonde hersenen en hersenen te vergelijken met de ziekte van Alzheimer, kunnen wetenschappers waardevolle gegevens verkrijgen - welke hersengebieden het meest worden beïnvloed, welke structurele pathologieën, enzovoort.
Opnieuw gecreëerde geest
Niet iedereen is het erover eens dat ASC een geschikte manier is om 'de geest te archiveren'.
Enkele van de argumenten tegen zijn technologisch. Ondanks miljarden dollars en verschillende grootschalige programma's voor het in kaart brengen van de hersenen, is (tot nu toe) niemand in staat geweest om de hersenen van een zoogdier op synapsniveau te vangen - zelfs geen muis.
Maar de schalen van de hersenen van een muis en die van een persoon zijn heel verschillend: in het menselijk brein zijn er miljoenen neuronen, die elk duizenden verbindingen met anderen vormen en biljoenen synapsen vormen. Tegenwoordig kunnen zelfs de meest geavanceerde pogingen om een dergelijk beeld te presenteren, zelfs geen kubieke millimeter muizenhersenen aan.
Dr. Kenneth Hayworth, voorzitter van de Brain Preservation Foundation, ziet dit niet als een probleem. Over 100 jaar, zegt hij, hebben we beeldtechnologie voor het hele brein. En terwijl hij zich uitspreekt voor ASC als een procedure aan het einde van de levensduur, merkt hij op dat aangezien de informatie-inhoud behouden blijft, er "tenminste de mogelijkheid is om de patiënt in de toekomst te herstellen met behulp van zeer geavanceerde technologieën."
Technologische barrières opzij. Een veel controversiëler idee zou misschien zijn dat je herinneringen, gedachten en persoonlijkheid kunnen worden hersteld door alleen de structuur te bestuderen.
Het levende brein is immers constant in beweging. Neurowetenschappers vangen vaak het vluchtige proces van neuronen op door elektroden in de hersenen te plaatsen om elektrische signalen op te vangen. Of ze gebruiken glow-in-the-dark eiwitsensoren om neurale activiteit te volgen.
Met andere woorden, zoals elk biologisch proces, is het denken dynamisch. Het is onmogelijk om een hele persoon te recreëren door alleen de letters van het DNA te gebruiken - de uitdrukking van zijn DNA op basis van de complexe interacties tussen hemzelf en zijn omgeving maakt hem tot een persoon.
Evenzo is het heel goed mogelijk dat u de geschiedenis van neurale activiteit niet kunt reconstrueren vanuit de onbeweeglijke hersenen. Het is misschien niet mogelijk om een enkele gedachte uit de volledige kaart van het connectoom te halen.
Dr. Sam Gershman, een neurowetenschappelijke informatica-wetenschapper aan de Harvard University, noemt het verband "een functioneel uitgeputte bron van informatie over de hersenfunctie".
Denk er eens over na: neurowetenschappers hebben sinds de jaren tachtig een volledige connectie met C. elegans, een nematode-worm. Wat heeft het wezen meegemaakt voordat het stierf? Wat waren zijn laatste gedachten? Ondanks het feit dat de worm maar 7.000 neurale verbindingen had, hebben we nooit iets geleerd.
"Alleen al de synaptische structuur levert alleen een statische kaart op", zegt Ma. “Er zijn echter veel meer factoren die het geheugen en de intelligentie kunnen beïnvloeden. Door de hersenen op een bepaald moment te bevriezen, verliezen we tijdelijke informatie over de hersenen."
Het is tenslotte niet duidelijk wat er moet worden opgeslagen om 'jij' te extraheren uit de enorme wirwar van neurale verbindingen in je hoofd. Is de structuur van de synaps voldoende? Moeten we ook geheugengerelateerde eiwitten vangen? Hoe zit het met niet-neurale cellen, glia, die bij het geheugen betrokken zijn? Of zou het handiger zijn om de kracht van synapsen in een levend brein in een computer te simuleren om na de dood (en ook daarvoor) het bewustzijn te kunnen 'laden'?
Nectome heeft daar een plan voor: tegen 2020 zijn ze van plan "high-level memory bits" uit het opgeslagen muizenbrein te halen. Met het menselijk brein hebben ze dit nog niet eens geprobeerd.
Ethische nuances
Of het bedrijf zijn belofte kan waarmaken, is een vraag. Maar misschien nog zorgwekkender is wat Nectome van plan is aan te bieden, in feite een nog niet geteste service voor terminaal zieke mensen.
Na overleg met advocaten die goed thuis zijn in de kwestie van euthanasie, besloot het bedrijf dat zijn dienstverlening volkomen legaal zou zijn. Maar zelfs Hayworth vindt dat het met de nodige voorzichtigheid moet worden benaderd.
Elke wijziging van de ASC-methode moet grondig worden getest bij dieren en worden beoordeeld door de bredere medische gemeenschap voordat deze als medische procedure wordt voorgesteld.
Tot nu toe staan er al 25 mensen in de wachtrij, en dit aantal zal nog groeien. Uiteindelijk is het potentieel voor opwekking, hoewel klein, maar al te verleidelijk.
Verandert u nog steeds niet van gedachten? Denk goed na.
"We zijn nog niet eens begonnen de opgenomen synapsen te interpreteren in termen van herinneringen bij levende mensen", zegt dr. Ai-Ming Bao, adjunct-directeur van de School of Medicine aan de Zhejiang University in China. 'Dit is echte sciencefiction. Ze beloven teveel."
Ilya Khel
