Ученые нашли изменения в умирающем от кислородного голодания мозге

Исследователи, занимающиеся анализом воздействия смерти на мозг, окончательно выявили последовательность событий, приводящих к окончательной прекращению нейронной активности. Эти выводы не только проясняют загадочные явления, о которых рассказывают люди, пережившие близкое к смерти состояние, но также могут способствовать разработке новых медицинских вмешательств, направленных на обращение процесса умирания мозга.

Результаты исследования опубликованы в журнале Neurobiology of Disease.

До настоящего времени ученые прилагали усилия для точного определения момента "выдоха" мозга, поскольку в отличие от тела, мозг не перестает функционировать мгновенно. Вместо этого, при исчерпании запасов кислорода нейроны быстро истощают свои запасы клеточного топлива, известного как АТФ, что приводит к их дестабилизации.

Этот процесс сопровождается массовым высвобождением возбуждающего нейромедиатора глутамата, вызывающего всплеск нервной активности после смерти человека. Согласно словам автора исследования Северина Махона, "сначала кажется, что нервные цепи выключаются… Затем мы наблюдаем всплеск активности мозга, особенно увеличение гамма- и бета-волн".

Эти волны обычно связаны с сознательным опытом, и, как отмечает Махон, они могут быть связаны с переживаниями, о которых сообщают люди, пережившие остановку сердечно-легочной деятельности.

С течением времени эта нейронная активность затухает до электрической тишины, но даже это не является завершением процесса. Тишина внезапно нарушается волной высокой амплитуды, вызывающей необратимые функциональные и структурные изменения, известной как "волна смерти".

Это событие, называемое аноксической деполяризацией (АД), приводит к гибели нейронов в коре мозга, означая переход к окончательному прекращению всей мозговой активности.

Счастью, весь этот процесс можно отменить, если провести реоксигенацию мозга до завершения волны смерти. Однако, до сих пор ученые не знали, где в мозгу начинается эта смертельная пульсация и как она распространяется.

В ходе исследования авторы измерили электрическую активность в мозге крыс с болезнью Альцгеймера. Они обнаружили, что волна смерти начинается в возбуждающих нейронах более глубоких слоев коры, вероятно, из-за высоких энергетических потребностей этих нервных клеток.

"Начало болезни Альцгеймера не было одинаковым для разных слоев населения. БА первоначально возникала в слое 5 или 6, а затем распространялась двунаправленно, вверх и вниз", — сообщают исследователи.

Когда мозг крыс подвергался реоксигенации, процесс полностью отменялся: запасы АТФ восполнялись, и нейроны реполяризовались. Следовательно, исследователи предполагают, что эта динамика может существовать и у людей.

Раскрыв этапы, которые мозг проходит в последние минуты жизни, исследователи продемонстрировали, что смерть не является исключительно окончательным процессом, и даже после стабилизации активности мозга человека есть потенциал вернуть его из того, что казалось бы, безвозвратного состояния.

Более того, следя за "волной смерти", эта работа предоставляет новое понимание того, как эффективно защищать мозг пациентов, перенесших критические состояния, такие как кардиореспираторная недостаточность.