Czym jest biostaza (znana też jako krionika)?

Zacznijmy od niewygodnej obserwacji: w medycynie śmierć nigdy nie miała jednego, niezmiennego znaczenia. Osoba, która utonęła w zimnej wodzie i według standardów z 1950 roku zostałaby uznana za zmarłą, dziś dzięki defibrylacji i ostrożnemu ogrzewaniu może często opuścić szpital o własnych siłach. Śmierć nie jest jednym momentem. Jest procesem, a granica, którą wyznaczamy w jego trakcie, przesuwa się z każdym udoskonaleniem naszych narzędzi.

Biostaza wychodzi z tego założenia i stawia proste pytanie. Załóżmy, że dzisiejsza medycyna wyczerpała możliwości pomocy komuś. Struktura, która jest tą osobą, wciąż jest fizycznie nienaruszona. Czy musimy dopuścić do nieodwracalnego zniszczenia tej osoby? Biostaza jest próbą odpowiedzi: nie musimy. Nie jest to obietnica, że przyszłość rozwiąże wszystkie problemy. Jest to odmowa zniszczenia informacji, dopóki pytanie pozostaje otwarte. Na tym założeniu opiera się dalsza część tego kodeksu. Sprecyzujmy więc cztery rzeczy: czym jest biostaza, po co ją stosujemy, gdzie tkwią prawdziwe trudności i skąd bierze się nasz optymizm.

Czym naprawdę jest biostaza

Biostaza oznacza utrzymanie systemu biologicznego w stanie całkowitego zatrzymania procesów przy zachowaniu jego struktury. Jeżeli reakcje chemiczne uda się zatrzymać bez uszkodzenia struktury systemu, taki stan może utrzymywać się przez bardzo długi czas. Traktowanie śmierci jako procesu, a nie jednorazowego zdarzenia, jest podstawowym założeniem tej dziedziny.

Podobne mechanizmy natura wykorzystuje od milionów lat. Niesporczaki i niektóre żaby potrafią skrajnie ograniczać metabolizm, aby przetrwać zamarzanie lub całkowite odwodnienie, a po poprawie warunków odzyskują aktywność. Ryby arktyczne stosują odwrotną strategię: pozostają aktywne w wodzie o temperaturze poniżej zera dzięki białkom przeciwzamrożeniowym, które wiążą się z kryształkami lodu, zanim te zaczną rosnąć. Odwracalne zahamowanie procesów życiowych nie jest wyłącznie motywem science fiction: u niesporczaków stanowi naturalny mechanizm przetrwania. Żaba leśna wykorzystuje mechanizm biochemiczny: gdy zaczyna zamarzać, jej wątroba uwalnia do tkanek duże ilości glukozy. Glukoza działa jak naturalny krioprotektant: dzięki niej lód nie tworzy się wewnątrz komórek, choć woda wokół nich zamarza. Biostaza jest próbą celowego odtworzenia u człowieka podobnego mechanizmu za pomocą procedur medycznych.

Procedurę prowadzącą do tego stanu nazywamy krioniką, dlatego oba terminy łatwo ze sobą pomylić. Biostaza to stan, w którym procesy biologiczne są wstrzymane, a struktura pozostaje zachowana. Krionika to procedura stosowana po stwierdzeniu śmierci prawnej, której celem jest doprowadzenie ciała do tego stanu. Najpierw następuje szybkie schłodzenie, potem perfuzja, podczas której woda w organizmie zostaje zastąpiona krioprotektantami. Następnie zachodzi witryfikacja: tkanka przechodzi w stan podobny do szkła, zamiast tworzyć uszkadzający lód. Ostatnim etapem jest długotrwałe przechowywanie w temperaturze -196°C, przy której procesy biologiczne praktycznie ustają. W osobnym artykule wyjaśniamy, dlaczego wybrano właśnie tę temperaturę i jak ciekły azot pozwala ją utrzymywać.

Po co to robimy

W wielu omówieniach ten aspekt pozostaje na dalszym planie, dlatego warto powiedzieć o nim wprost. Powodem nie jest fascynacja ciekłym azotem. Powód jest prosty: przez całą historię ludzkości śmierć uznawano za nieuchronną. Każdego dnia umiera około 150 000 osób, często z powodu chorób, które dawniej uznawano za nieuleczalne, a dziś można leczyć lub którym medycyna może w przyszłości skuteczniej zapobiegać. W niektórych przypadkach uznanie kogoś za zmarłego oznacza, że jeszcze nie potrafimy tego naprawić, a słowo jeszcze ma tu ogromne znaczenie.

Z tej perspektywy biostaza jest jedyną dostępną opcją, która nie prowadzi do nieodwracalnego zniszczenia pacjenta. Pogrzeb i kremacja definitywnie uniemożliwiają przyszłe odtworzenie struktury mózgu. Biostaza daje choćby niewielką, większą od zera szansę, że struktura zapisująca tożsamość danej osoby przetrwa wystarczająco długo, by przyszła medycyna mogła ją wykorzystać. Nie trzeba wierzyć, że wskrzeszenie jest prawdopodobne, żeby zrozumieć, dlaczego to ma znaczenie: niewielka szansa jest nieskończenie większa od żadnej szansy, a ten zakład jest wyraźnie asymetryczny. Jeżeli procedura nie przyniesie oczekiwanego rezultatu, nie zmieni to skutków śmierci prawnej. Jeśli procedura się powiedzie, stawką jest odzyskanie życia. To rozumowanie oparte na wartości oczekiwanej, nie na wierze. Podobnie rozumujemy, zapinając pasy bezpieczeństwa lub wykupując ubezpieczenie, z tą różnicą, że tutaj chodzi o największą możliwą stratę.

Co właściwie zachowujemy

Podstawową ideę można ująć prosto: o tożsamości człowieka nie decydują poszczególne atomy, lecz wzorzec ich organizacji. Wspomnienia, osobowość i poczucie własnej tożsamości są zapisane w fizycznej strukturze mózgu, w układzie połączeń około 86 miliardów neuronów. Atomowy skład organizmu nieustannie się zmienia, a jednak zachowujemy tożsamość dzięki trwałości określonego układu biologicznego. Temat rozwija artykuł „pamięć, tożsamość i mózg”, a bardziej przystępnie przedstawia go artykuł „co tworzy twoje ja”.

Jeśli to prawda, celem nie jest metaboliczne podtrzymywanie życia komórek, lecz zachowanie informacji zapisanej w ich strukturze. Zwitryfikowany mózg nie działa, ale jeśli jego struktura jest nienaruszona, wzorzec, który stanowi tożsamość danej osoby, wciąż fizycznie istnieje, podobnie jak tekst książki przetrwa nawet, gdy nikt jej nie czyta. Jeżeli struktura zostanie zachowana, pozostanie także fizyczny zapis osoby, choć obecna technologia nie potrafi jeszcze w pełni go odczytać. To założenie pozwala traktować biostazę jako konkretny problem inżynieryjny, a nie jako akt wiary.

Uczciwa lista wyzwań

W tej kwestii ważniejsze od entuzjazmu jest zachowanie realizmu, więc oto wersja bez retuszu. Nie ukrywamy tych ograniczeń i publikujemy również argumenty krytyczne wobec naszego podejścia.

• Nikt nie potrafi dziś przywrócić do życia człowieka poddanego procedurze krionicznej. Nie istnieje jeszcze technologia, która potrafiłaby usunąć przyczynę śmierci i przywrócić funkcjonowanie organizmu. Mówimy wprost, że wskrzeszenie obecnie nie jest możliwe. Biostaza jest mostem, którego drugi brzeg wciąż nie jest zbudowany.
• Po stwierdzeniu śmierci prawnej czas ma kluczowe znaczenie. Po zatrzymaniu krążenia mózg zaczyna ulegać degradacji, a każda minuta zwłoki pogarsza stopień zachowania jego struktury. Duża część trudności technicznych to wyścig z rozpadem komórkowym: trzeba dotrzeć do pacjenta szybko i szybko go schłodzić.
• Witryfikacja jest dobra, ale niedoskonała. Krioprotektanty są lekko toksyczne, a perfuzja nigdy nie jest idealnie równomierna, więc pewne uszkodzenia zachodzą. Zakłada się, że mimo uszkodzeń część informacji istotnej dla tożsamości osoby pozostaje zachowana, nawet gdy uszkodzenia dotykają tkanki, oraz że przyszła naprawa będzie mogła oprzeć się na tej strukturze.
• Organizacja odpowiedzialna za przechowywanie musi działać dłużej niż życie osoby objętej procedurą. Warunki przechowywania i finansowanie muszą pozostawać stabilne przez dekady, a być może nawet przez wieki. Jest to problem organizacyjny i finansowy równie istotny jak problem naukowy, dlatego pytanie o to, co się stanie, jeśli dostawca usługi zawiedzie, wymaga konkretnej odpowiedzi, a nie wzruszenia ramion.

Skąd jednak bierze się nasz optymizm

Po co więc to robić, znając wszystkie te ograniczenia? Ponieważ każde z tych wyzwań ma charakter techniczny i naukowy, a postęp w istotnych dziedzinach daje podstawy do ostrożnego optymizmu.

Najgłębszy powód to wcześniejsza obserwacja dotycząca struktury. Nie musimy utrzymywać nikogo biologicznie żywego, wystarczy zachować nienaruszony wzorzec. Już dziś wiadomo, że w stabilnych warunkach temperatury -196°C strukturę można utrzymywać przez bardzo długi czas. Rozwija się też zestaw potencjalnych narzędzi naprawczych, od technologii działających w skali molekularnej po skanowanie i rekonstrukcję o wysokiej rozdzielczości. Możliwe scenariusze omawiamy w artykułach „jak może dojść do wskrzeszenia” oraz „zakład na nanotechnologię”. Żaden z tych scenariuszy nie wymaga nowej fizyki. Wskrzeszenie traktujemy jako problem inżynieryjny nałożony na problem biologiczny, czyli właśnie ten rodzaj problemu, który ludzkość od dawna skutecznie rozwiązuje krok po kroku.

Przyroda pokazuje, że odwracalne zahamowanie procesów życiowych jest możliwe. Setki tysięcy ludzkich zarodków poddaje się krioprezerwacji, a część z nich rozwija się później w ludzi. Coraz lepsze wyniki uzyskuje się również w krioprezerwacji całych narządów. Niesporczaki pokazują, że takie mechanizmy istnieją w przyrodzie. Odwracalne zahamowanie procesów życiowych jest zjawiskiem znanym biologii, a biostaza ma rozszerzyć możliwość jego zastosowania także na ludzi.

Rozważna decyzja podjęta ze świadomością ograniczeń stanowi podstawę podejścia przyjętego w Tomorrow.bio. Pozostała część Kodeksu omawia szczegóły, w tym naukę o zachowaniu struktury oraz medycynę pierwszych minut. Omawia również warunki finansowe niezbędne do utrzymania działalności przez sto lat oraz argumenty za i przeciw. Warto zacząć od zagadnienia, które budzi najwięcej wątpliwości.

Dalsza lektura

• Dla kogo jest biostaza?
• Czym jest krioprezerwacja w temperaturze -196°C?
• Jak może dojść do wskrzeszenia
• Kluczowy słownik pojęć