Hvis du forteller i et middagsselskap at du arbeider med kryonikk, får du nesten alltid spørsmålet: «Så dere fryser folk, altså?» Det er den vanligste misforståelsen om feltet, og den har stor betydning. Kryonikk fryser ikke mennesker. Frysing er faktisk nesten det verste du kan gjøre med en hjerne du forsøker å bevare. Prosessen kalles vitrifisering, og forskjellen mellom frysing og vitrifisering er forskjellen mellom å skade en struktur og å bevare den uten iskrystaller.
For å forstå hvorfor skillet er så viktig, må vi se på hva kulde gjør med vann. Menneskekroppen består i stor grad av vann, og hjernen består av omtrent 73 % vann.
Hva frysing faktisk gjør
Vann har en underlig og, i vår sammenheng, ugunstig egenskap: det utvider seg når det fryser. Når flytende vann kjøles ned til 0 °C, danner molekylene et stivt krystallgitter. Dette gitteret tar opp om lag 9 % mer plass enn flytende vann. Det er derfor en glemt flaske sprekker i fryseren. Det er også derfor frysing er så ødeleggende for levende vev.
Når større vevsområder fryser, dannes mesteparten av isen mellom cellene, og det får to alvorlige følger. Den voksende isen presser cellene sammen i stadig mindre rom og fordreier vevet omkring dem. Samtidig trekkes rent vann ut av væsken når isen dannes. Salter og andre oppløste stoffer blir da konsentrert i de stadig mindre væskelommene som er igjen, og konsentrasjonene kan bli skadelige for cellene. Resultatet er både mekanisk sammenpressing og kjemisk skade.
Du har sett resultatet i liten skala. Hvis du fryser et jordbær og tiner det, blir det mykt og slapt fordi iskrystallene har skadet cellevevet, slik at strukturen ikke lenger holder formen. Tenk deg den samme typen skade i hjernen, der vevets fine struktur er avgjørende. I hjernen er hukommelse og identitet knyttet til svært presise mønstre av forbindelser mellom nerveceller, slik det beskrives i hukommelse, identitet og hjernen. Derfor er iskrystallskade særlig problematisk.
Vitrifisering: fast uten is
Vitrifisering er metoden som skal unngå denne typen isskade. Ordet kommer fra det latinske vitrum, glass, og det er nettopp det som oppstår. Et vitrifisert stoff er fast og svært kaldt, men det krystalliserer aldri. Molekylene bremses og låses fast i den samme uordnede tilstanden de hadde som væske, slik at det ikke blir noen krystaller, ingen utvidelse, ingen skarpe kanter, ingenting som river vevet i stykker. Målet er å bevare vevets struktur uten at det dannes iskrystaller.
Å få en menneskekropp til å vitrifisere i stedet for å fryse, krever kjemi. Under perfusjon tilføres kryoprotektanter, stoffer som reduserer risikoen for isdannelse, slik at en stor del av kroppens vann erstattes. Disse stoffene senker temperaturen der den gjenværende væsken ellers ville ha krystallisert, og gjør det mulig for den å gå over i en glasstilstand. Når kroppen kjøles gjennom glassovergangstemperaturen, et sted mellom -120 °C og -130 °C, går vevet over i en vitrifisert tilstand. Den biologiske og kjemiske nedbrytningen blir da svært langsom.
Hvordan vitrifisering skjer i praksis
Dette skjer ikke ved at kroppen senkes ned i et kaldt medium i ett trinn. Det er en nøye planlagt, trinnvis medisinsk prosedyre som må starte så raskt som mulig etter at døden er fastslått. Etter at døden er juridisk fastslått, blir det stadig vanskeligere å bevare vevets struktur. Derfor er rask oppstart viktig for å begrense cellulær nedbrytning, kappløpet mot celleforfallet som hele dette feltet er organisert omkring. Et beredskapsteam arbeider for å stabilisere pasienten, opprettholde kunstig sirkulasjon og starte rask nedkjøling. Kroppen holdes over frysepunktet for å unngå isdannelse før kryoprotektantene er tilført.
Deretter følger perfusjon: Kryoprotektanter tilføres sirkulasjonssystemet i gradvis økende konsentrasjon, mens temperaturen senkes og vannet i vevet gradvis erstattes. Når vevet er mettet med kryoprotektanter, kjøles pasienten videre ned til -196 °C for langtidslagring i en Dewar-beholder. Hvert trinn skal redusere isdannelsen og føre vevet over i en glassaktig tilstand.
Hvis noen spør om kryonikk innebærer å fryse døde mennesker, finnes det et presist svar. Nei. Målet er å unngå frysing, fordi iskrystaller kan skade strukturene man forsøker å bevare.
Kort sagt: frysing danner iskrystaller som skader vev. Vitrifisering bruker kryoprotektanter og kontrollert nedkjøling for å oppnå en glassaktig tilstand med minst mulig isdannelse.
Utforsk dette praktiske verktøyet
Bruk det interaktive verktøyet for å undersøke spørsmålet i denne artikkelen.
Laster det interaktive verktøyet...
Videre lesning