Erzählen Sie jemandem bei einem Abendessen, dass Sie an Kryonik arbeiten, und das Erste, was Sie fast immer hören werden, ist eine Variante von: "Sie frieren also Menschen ein?". Es ist die mit Abstand verbreitetste Vorstellung über dieses Fachgebiet, und sie ist in einer Weise falsch, die von Bedeutung ist. Kryonik friert Menschen nicht ein. Tatsächlich ist das Einfrieren einer der schlimmsten Dinge, die man einem Gehirn antun könnte, das man zu erhalten versucht. Was tatsächlich geschieht, nennt sichVitrifizierung, und der Unterschied zwischen den beiden Verfahren ist der Unterschied zwischen dem Zerschlagen einer Struktur und dem sanften Einbetten in Glas.
Um zu verstehen, warum diese Unterscheidung das ganze Spiel ausmacht, müssen Sie betrachten, was Kälte tatsächlich mit Wasser anrichtet, denn ein Mensch besteht größtenteils aus Wasser, das Gehirn etwa 73% davon nach Gewicht, und Wasser ist der Störfaktor.
Was Einfrieren tatsächlich bewirkt
Wasser besitzt eine seltsame und für unsere Zwecke feindselige Eigenschaft: Es dehnt sich beim Gefrieren aus. Wenn flüssiges Wasser auf 0°C abkühlt, verlangsamen sich seine Moleküle und verriegeln sich in einem starren Kristallgitter, und dieses Gitter nimmt etwa 9% mehr Raum ein als die Flüssigkeit zuvor. Deshalb platzt eine vergessene Flasche im Gefrierfach. Deshalb ist Einfrieren für lebendes Gewebe so zerstörerisch.
Wenn großes Gewebe einfriert, bildet sich der Großteil des Eises in den Zwischenräumen zwischen den Zellen und nicht in ihnen, undzwei schädliche Vorgänge geschehen gleichzeitig. Das wachsende Eis presst die Zellen in immer kleinere Räume und verzieht das umliegende Gewebe. Gleichzeitig zieht das reine Wasser, das sich zu Eis formt, aus der Lösung und konzentriert alles, was darin gelöst war; Salze und andere Stoffe; in den schrumpfenden Flüssigkeitsresten, bis die Chemie dort toxisch wird. Mechanische Zermalmung und chemische Vergiftung, die gemeinsam wirken.
Sie haben das Ergebnis im kleinen Maßstab gesehen. Frieren Sie eine Erdbeere ein, tauen Sie sie auf, und sie wird matschig und schlaff, weil die Eiskristalle ihre Zellwände aufgebrochen haben und die Struktur ihre Form nicht mehr halten konnte. Stellen Sie sich nun denselben Schaden an dem einen Organ vor, bei dem die Strukturist der entscheidende Punkt ist. Im Gehirn, wo Identität und Erinnerung in der präzisen Verdrahtung leben, die inmemory, identity and the brain beschrieben wird, ist genau diese Kristallschädigung etwas, das wir unter keinen Umständen zulassen dürfen.
Vitrifizierung: fest ohne Eis
Vitrifizierung ist der Ausweg. Das Wort stammt aus dem Lateinischenvitrum, Glas, und genau das entsteht dabei. Eine vitrifizierte Substanz ist fest und sehr kalt, kristallisiert jedoch niemals. Ihre Moleküle verlangsamen sich und verharren in derselben ungeordneten Anordnung, die sie als Flüssigkeit hatten, sodass keine Kristalle, keine Ausdehnung, keine scharfen Kanten und nichts, das das Gewebe zerreißt, entstehen. Die Struktur bleibt exakt so erhalten, wie sie war, in der Zeit eingefroren statt zu Eis erstarrt.
Einen menschlichen Körper zu vitrifizieren statt zu gefrieren erfordert Chemie. Der Großteil des Wassers im Körper wird durchKryoprotektive Mittel, eine Art medizinisch hochwertiges Frostschutzmittel, durch einen als Perfusion bezeichneten Prozess. Diese Mittel senken die Temperatur, bei der die verbleibende Flüssigkeit kristallisieren würde, und ermöglichen stattdessen den Übergang in den glasartigen Zustand. Der Körper verfestigt sich, während er durch die glasartige Zustandsübergangstemperatur abkühlt, die irgendwo zwischen -120°C und -130°C liegt, und ab diesem Zeitpunkt ist er vitrifiziert: biologisch pausiert, strukturell erhalten, wobei alle chemischen Zerfallsprozesse extrem verlangsamt sind.
Was Vitrifizierung in der Praxis bedeutet
Dies ist kein einfaches Eintauchen in etwas Kaltes. Es handelt sich um ein sorgfältiges, abgestuftes medizinisches Verfahren, das in dem Moment beginnt, in dem es beginnen muss. Nach der Feststellung des legalen Todes kostet jede Minute strukturelle Integrität, sodass die erste Aufgabe darin besteht, Geschwindigkeit zu entwickeln, und zwar in einemWettlauf gegen den zellulären Zerfall, der die Grundlage dieses gesamten Bereichs bildet. EinBereitschaftsteam arbeitet daran, den Patienten zu stabilisieren, die Durchblutung wiederherzustellen und mit der raschen Abkühlung zu beginnen, während der Körper über dem Gefrierpunkt gehalten wird, damit sich vor der Verabreichung der Schutzmittel kein Eis bildet.
Dann folgt diePerfusion: Das Kryoprotektivum wird in einem langsam steigenden Konzentrationsverhältnis in den Kreislauf eingebracht und ersetzt dabei nach und nach das Wasser des Körpers, während die Temperatur gesenkt wird. Erst wenn das Gewebe gesättigt ist, wird der Patient vollständig abgekühlt, bis schließlich-196°C für die langfristige Lagerung in einemDewar-Gefäß erreicht sind. Jeder Schritt dient dazu, ein Versprechen zu halten: Glas statt Eis.
Wenn Sie also das nächste Mal gefragt werden, ob Sie "tote Menschen einfriert", haben Sie eine präzise Antwort. Nein. Wir tun genau das Gegenteil von Einfrieren, und zwar absichtlich, denn Einfrieren würde genau das zerstören, was wir zu bewahren versuchen.
Kurzfassung: Einfrieren führt zur Bildung von Eiskristallen, die Gewebe schädigen. Vitrifizierung nutzt Kryoprotektiva und kontrollierte Abkühlung, um einen glasartigen Zustand mit deutlich geringerer Eiskristallbildung zu erreichen.
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