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太空冬眠旅行不再是科幻? 德研究首度成功「復活」冷凍大腦
〔即時新聞/綜合報導〕德國埃爾朗根-紐倫堡大學(FAU)與埃爾朗根大學醫院(Uniklinikum Erlangen )的研究團隊完成了一項創舉,他們首度成功復活經超低溫冷凍保存的小鼠大腦,神經功能、記憶都能恢復,為未來器官保存甚至是人工冬眠技術開啟無限可能。
《美國國家科學院院刊》(PNAS)刊登一篇最新研究,德國埃爾朗根-紐倫堡大學與埃爾朗根大學醫院所組成的研究團隊,成功開發出一種全新的極低溫冷凍技術,能夠在不損壞組織的情況下保存大腦,並在解凍後讓神經元重新恢復電信號交換。
團隊研究西伯利亞蠑螈習性,這種生物能在低於零下50度的環境中冬眠,甚至在永久凍土中生存數十年,一旦溫度回升便能恢復正常活動,發現從冷凍中復活的關鍵在於其肝臟能產生甘油(glycerol),作為天然的防凍劑保護細胞免受冰晶破壞。
傳統的瞬間低溫冷凍最大的問題在於冰晶的形成,細胞內的水瞬間結冰、膨脹,形成無數冰晶,這些晶體會像尖刀一樣刺破細胞膜,摧毀大腦精密的神經結構。他們使用一種玻璃化技術 (Vitrification),用特定配比的冷凍保護劑,讓組織在降溫至攝氏零下130度時,水分會轉化為類似「玻璃」的固態非晶體,而非規則的冰晶,完美固定大腦的物理狀態。
透過電子顯微鏡觀察證實,小鼠冷凍後的大腦組織中奈米結構完全沒有改變,最令人震撼的是,在解凍之後,海馬體內部的神經網路自發性地重新產生了電信號,且傳導路徑與新鮮組織無異。同時神經突觸仍可觸發「長時程增強作用」(LTP),這是學習與記憶形成的關鍵生理機制,顯示該組織不僅「活過來」,更具備功能性。
主導研究的格爾曼(Alexander German)博士表示,這項研究成果,短期可以為心臟、腎臟等器官的長期無損保留、移植帶來了新的希望,未來甚至可望實現科幻小說中,讓太空人冷凍進入人工冬眠,以此飛往遙遠的太空,或是讓目前不治之症的患者「冷凍續命」,等待未來的醫療救贖。
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