Fortell noen på en middag at du jobber med kryonikk, og det første du vil høre, nesten uten unntak, er en eller annen variant av: "Så, du fryser folk?". Det er den vanligste oppfatningen om dette feltet, og den er feil på en måte som betyr noe. Kryonikk fryser ikke folk. Frysing er faktisk nesten det verste du kan gjøre med en hjerne du prøver å bevare. Det som faktisk skjer kallesvitrifisering, og forskjellen mellom de to er forskjellen på å knuse en struktur og å legge den forsiktig i glass.
For å forstå hvorfor dette skillet er avgjørende, må du se på hva kulde faktisk gjør med vann, for en person består hovedsakelig av vann, hjernen omtrent 73% av det etter vekt, og vann er problemet.
Hva frysing faktisk gjør
Vann har en merkelig og, for vårt formål, fiendtlig egenskap: det utvider seg når det fryser. Når flytende vann avkjøles til 0°C, bremser molekylene opp og låser seg inn i et stivt krystallgitter, og dette gitteret tar opp omtrent 9% mer plass enn væsken gjorde. Det er derfor en glemt flaske sprekker i fryseren. Det er også grunnen til at frysing er så ødeleggende for levende vev.
Når større vev fryser, dannes det meste av isen i rommene mellom cellene heller enn inni dem, ogto dårlige ting skjer samtidig. Den voksende isen presser cellene inn i stadig mindre rom og forvrenger vevet rundt dem. Samtidig trekker rent vann seg ut av løsningen for å danne is, slik at alt som var oppløst i det vannet, salter og andre stoffer, konsentreres i de krympende lommene av væske som er igjen, inntil kjemien der blir giftig. Mekanisk knusing og kjemisk forgiftning, levert samtidig.
Du har sett resultatet på liten skala. Frys en jordbær, tine den, og den kommer tilbake som en myk og slapp masse, fordi iskrystallene rev i stykker celleveggene dens og strukturen ikke lenger kunne holde formen. Tenk deg nå den samme skaden påført det eneste organet der strukturer avgjørende. I hjernen, der identitet og minne lever i den presise koplingen som beskrives iminne, identitet og hjernen, er den typen krystallskade akkurat det vi ikke kan tillate.
Vitrifisering: fast uten is
Vitrifisering er veien ut. Ordet kommer fra latinvitrum, glass, og det er nøyaktig det det produserer. Et vitrifisert stoff er fast og svært kaldt, men det krystalliserer aldri. Molekylene bremser opp og låser seg på plass i den samme uordnede oppstillingen de hadde som væske, så det dannes ingen krystaller, ingen utvidelse, ingen skarpe kanter, ingenting som river i stykker vevet. Strukturen holdes nøyaktig som den var, frosset i tid heller enn frosset til is.
Å få et menneskekropp til å vitrifisere i stedet for å fryse krever kjemi. Det meste av vannet i kroppen erstattes medkroppsvæsker som beskytter mot frostskader, en type medisinsk ren frostvæske, gjennom en prosess som kalles perfusjon. Disse stoffene senker temperaturen der den gjenværende væsken ville krystallisere seg og lar den i stedet gå over til en glassaktig tilstand. Kroppen stivner etter hvert som den avkjøles gjennom glasslignende tilstandsoverganger, et sted rundt -120°C til -130°C, og fra det tidspunktet er den vitrifisert: biologisk stanset, strukturelt bevart, all nedbrytningskjemi bremset til et minimum.
Hvordan vitrifisering ser ut i praksis
Dette er ikke en enkel dykking ned i noe kaldt. Det er en nøye, trinnvis medisinsk prosedyre som starter i det øyeblikket den må. Etter at juridisk død er erklært, koster hvert minutt strukturell integritet, så det første målet er fart, detkappløpet mot celledød som hele feltet er bygget rundt. Enberedskapsgruppe jobber for å stabilisere pasienten, gjenopprette sirkulasjonen og starte rask avkjøling, samtidig som kroppen holdes over frysepunktet slik at det ikke dannes is før de beskyttende stoffene er på plass.
Deretter kommerperfusjonen: frostvæsken føres inn i blodbanen med gradvis økende konsentrasjon, og erstatter kroppens vann mens temperaturen senkes. Først når vevet er mettet, fullføres avkjølingen, til slutt når-196°C for langvarig oppbevaring i endewar. Hvert steg eksisterer for å holde ett løfte: glass, ikke is.
Så neste gang noen spør deg om du "fryser døde mennesker", har du et presist svar. Nei. Vi gjør det motsatte av å fryse, med hensikt, fordi vanlig frysing ville ødelegge akkurat det vi prøver å redde.
Kortversjon: Frysing danner iskrystaller som skader vev. Vitrifisering bruker kroppsvæsker og kontrollert avkjøling for å nå en glassaktig tilstand med minimal isdannelse.
Utforsk dette praktiske verktøyet
Bruk det interaktive verktøyet for å undersøke spørsmålet i denne artikkelen.
Laster det interaktive verktøyet...
Videre lesing