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Reviviendo el cerebro: nuevos hallazgos científicos cuestionan el límite entre la vida y la muerte

por 2 octubre, 2019

Reviviendo el cerebro: nuevos hallazgos científicos cuestionan el límite entre la vida y la muerte
Un equipo de investigadores de la Universidad de Yale en Estados Unidos desarrolló un sistema que les permitió explorar los límites de la reversibilidad de la muerte cerebral, recuperando funciones en cerebros animales varias horas después de la muerte, y generando con ello un conjunto de nuevas preguntas éticas, legales y filosóficas.
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La muerte es una realidad común a todos los seres vivos, pero, a pesar de ello, definirla es una tarea difícil, que ha sido motivo de debate desde la antigüedad.

La visión sobre el tema durante la historia ha estado fuertemente influenciada por las ideas religiosas y filosóficas que dominaban a las distintas comunidades.

Un concepto que aparece en muchas definiciones antiguas es el de la dualidad entre el cuerpo físico y el alma.

Ejemplo de esto es la visión de un grupo de filósofos griegos que definían el alma como la marca distintiva de los seres vivos, que los dota de la capacidad de pensar y sentir emociones, y a la muerte como el momento en que el alma salía del cuerpo y viajaba al inframundo.

Lo que no se observó en el cerebro en su conjunto fue la reaparición de actividad eléctrica en el electroencefalograma, lo cual indica que a pesar de que las células cerebrales mantienen su actividad y sus características generales, no existió una recuperación del procesamiento y traspaso de información entre las distintas estructuras cerebrales.

Es interesante además que un tema común es ubicar al alma en el corazón, con múltiples civilizaciones asociando los conceptos de alma y mente directamente a este órgano.

Esto es fácil de entender, considerando que el corazón es el encargado de hacer circular la sangre, el líquido vital, a través del cuerpo, además de que su latir se ve influenciado fuertemente por las emociones, y que finalmente si este se detiene, algo que fácilmente se puede detectar al tocar a la persona, esta eventualmente muere.

Este rol central del corazón en la definición de la muerte se mantuvo a lo largo de gran parte de nuestra historia, considerándose el momento de la muerte al cese del latido cardíaco y la respiración.

Esta definición ciertamente carecía de la precisión necesaria, lo que llevó por ejemplo a múltiples casos de personas enterradas vivas y a la creación de los famosos ataúdes con campanas en la superficie.

Con el paso del tiempo, el desarrollo por parte de la medicina de nuevas técnicas como la reanimación cardiopulmonar, circulación extracorpórea, ventilación artificial y trasplante de órganos, hizo entrar en duda aún más la certeza de esta definición, e hizo clara la necesidad de mejorar los criterios utilizados para definir la muerte de una persona.

La muerte como un proceso

Actualmente se entiende a la muerte más como un proceso que como un evento puntual. Este proceso puede iniciarse, por ejemplo, con un paro cardiorrespiratorio, el que eventualmente se va a asociar a la falla secuencial e irreversible de los demás órganos del cuerpo y al cese, por ende, de las funciones biológicas del organismo.

Cuando se requiere definir el momento de la muerte de una persona, se busca entonces definir un punto de no retorno. En la actualidad en general va a ser un profesional médico el encargado de esta definición, y el criterio más utilizado es el de muerte cerebral.

Según este criterio, el proceso de muerte es ya irreversible cuando cesa la actividad eléctrica del cerebro, asociado a una pérdida permanente de la conciencia y de los reflejos tronco-encefálicos.

El concepto de muerte cerebral es de gran importancia en el trasplante de órganos, ya que se debe definir la irreversibilidad de la muerte del cerebro para proceder a la extracción de los órganos antes de que estos comiencen a morir. Esto queda plasmado en la ley de trasplantes chilena, donde se establece que la certificación de muerte cerebral “se otorgará cuando se haya comprobado la abolición total e irreversible de todas las funciones encefálicas”.

Sin embargo, un avance reciente de la biología nos lleva a preguntarnos si la muerte cerebral es realmente el punto de no retorno. Un equipo de investigadores de la Universidad de Yale en Estados Unidos, liderado por el Dr. Nenad Sestan, desarrolló un sistema que les permitió explorar los límites de la reversibilidad de la muerte cerebral, recuperando funciones en cerebros de animales varias horas después de la muerte.

Las bases del estudio se relacionan con observaciones como la mantención en condiciones de laboratorio de muestras de tejido cerebral animal y humano viables varias horas tras la muerte para estudios científicos, estudios clínicos recientes en que se logra recuperar tejido cerebral que ha sufrido un infarto en personas vivas, al restaurar la circulación hasta 16 horas después de su detención y casos limitados en los cuales personas logran recuperar la función cerebral varias horas después de la detención de la circulación sanguínea tras sufrir hipotermia severa.

Todo esto evidencia que la ventana temporal en que se puede recuperar las funciones cerebrales puede ser bastante más amplia si se dan las condiciones correctas.

BrainEx

Para probar su hipótesis, los investigadores diseñaron un procedimiento quirúrgico, un líquido de perfusión especial y un dispositivo de circulación al que llamaron BrainEx. Los estudios se realizaron utilizando cerebros de cerdos muertos obtenidos de la industria alimenticia, los cuales eran transportados en hielo, procesados y conectados al sistema BrainEx cuatro horas después de la muerte del animal.

El procedimiento quirúrgico permitió el aislamiento del cerebro asociado a las arterias carótidas internas, las principales arterias encargadas de llevar sangre al cerebro, las que luego fueron conectadas al sistema de circulación, que contaba con un oxigenador arterial, para reemplazar la función de los pulmones, un conjunto de bombas y un generador de pulso, para movilizar el líquido de perfusión y reemplazar al corazón, y una membrana de filtración para reemplazar a los riñones.

De esta forma, este sistema sería equivalente a una mezcla entre una máquina de circulación extracorpórea, como las que se utilizan en cirugías a corazón abierto, y una máquina de diálisis. El líquido de perfusión utilizado para reemplazar a la sangre contenía hemoglobina sintética para transportar oxígeno y dióxido de carbono, nutrientes y electrolitos, para alimentar a las células y permitirles funcionar, sustancias para proteger a las neuronas y ayudarlas a sobrevivir y partículas para que pudiese ser visto en una ecografía.

Para poder tener un control con el cual comparar los resultados obtenidos con el sistema BrainEx, los investigadores dejaron al mismo tiempo cerebros conectados a una perfusión con suero fisiológico (que no es más que agua con sal).

La duración del estudio para cada cerebro estaba dada por el tiempo que se mantenían en buenas condiciones los cerebros bajo control, el cual fue un máximo de 6 horas, que sumado a las 4 previas daba un total de 10 horas desde la muerte de los cerdos, aunque los científicos señalan que los cerebros conectados al sistema BrainEx podrían haberse mantenido por aún más tiempo.

Para evaluar la efectividad de este sistema, el primer paso fue determinar si los vasos sanguíneos cerebrales eran capaces de funcionar adecuadamente tras las 4 horas de muerte y falta de sangre.

Descubrieron que, al conectar el cerebro al sistema BrainEx, los vasos sanguíneos seguían funcionales y permitían un adecuado flujo de sangre desde las arterias principales hasta los capilares más pequeños, al analizarse mediante ecografía y angiografía, y que además los vasos sanguíneos eran capaces de responder a medicamentos, confirmando la funcionalidad de las células que los componen. Los cerebros de control en cambio mostraron un deterioro severo y pérdida de la función de los vasos sanguíneos.

Lo siguiente fue determinar si la estructura cerebral se mantenía tanto a nivel macroscópico como microscópico. Para ello utilizaron técnicas como la resonancia nuclear magnética y microscopía de fluorescencia, respectivamente.

En ambos tipos de análisis se observó que, tanto la estructura general del cerebro como la estructura microscópica de las células que lo componen, se mantuvo de forma similar a la del animal vivo, no observando además edemas (acumulación de líquido) u otros signos de daño, los que sí se observaron en los cerebros con suero.

Al analizar las características eléctricas de las neuronas, que son fundamentales para su funcionamiento, se observó que con el sistema BrainEx mantuvieron su capacidad de generar y transmitir señales eléctricas y de liberar neurotransmisores en las sinapsis.

Además, las células que acompañan a las neuronas, las células gliales, también mantuvieron su funcionalidad, observándose una estructura microscópica y cantidad total similares a las del animal vivo y, más aún, un grupo particular de ellas pudo generar una respuesta inmune.

Asimismo, en general el cerebro mantuvo su actividad metabólica y la regulación de los niveles de electrolitos, confirmando la vitalidad de las células que lo componen.

Actividad eléctrica en el cerebro

Lo que no se observó en el cerebro en su conjunto fue la reaparición de actividad eléctrica en el electroencefalograma, lo cual indica que a pesar de que las células cerebrales mantienen su actividad y sus características generales, no existió una recuperación del procesamiento y traspaso de información entre las distintas estructuras cerebrales.

Esto nos lleva a las implicancias que la reaparición de actividad eléctrica tendría en este experimento, ya que podría interpretarse como una reaparición de la conciencia del animal, lo cual genera una serie de cuestiones éticas que jamás se habían tendido a considerar hasta ahora, ya que se estaría “despertando” a un cerebro aislado completamente del cuerpo y de toda entrada de información sensorial.

De todos modos, los investigadores tenían a mano medicamentos para apagar cualquier señal cerebral que pudiese indicar una recuperación de la conciencia en caso de que esto ocurriese.

Ciertamente esta es una tecnología que requerirá mucho más estudio y perfeccionamiento, pero eventualmente podría ser de gran utilidad para la investigación científica y la medicina, además de abrir nuevas preguntas éticas que hasta ahora solo se habían considerado en la ciencia ficción.

Finalmente, esta investigación nos recuerda lo sucedido tras el desarrollo de la reanimación cardiopulmonar, y cómo el avance del conocimiento científico puede cambiar drásticamente lo que definimos como muerte, y su desarrollo podría eventualmente llevar al siguiente hito que desplace nuestra visión de la muerte ahora más allá de la muerte cerebral.

Artículo original:
Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem

*Este artículo surge de la alianza de contenidos entre El Mostrador y el Centro Interdisciplinario de Neurociencia de Valparaíso.

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