Công nghệ giúp cô bé Jahi McMath 13 tuổi bị chết não 'sống' thêm 5 năm là một trong những mối đe dọa đối với thần chết đầu tiên mà chúng ta biết: máy thở hiện đại.
Máy thở, bắt đầu xuất hiện trong các bệnh viện từ những năm 1950, cứu mạng sống bằng cách đẩy không khí vào phổi bệnh nhân khi người đó không còn tự thở được nữa. Phát minh này cũng tạo ra một tình thế tiến thoái lưỡng nan về mặt đạo đức: Nếu cơ thể có thể thở vô thời hạn mà không hồi phục hoặc phân hủy, thì khi nào các bác sĩ được phép tuyên bố bệnh nhân “đã chết"?
Máy thở bắt đầu xuất hiện trong các bệnh viện từ những năm 1950
Năm 1968, một ủy ban gồm các chuyên gia đã họp tại Trường y Harvard để thảo luận về vấn đề này. Các tiêu chí hiện có để xác định cái chết dựa trên cách mọi người đã chết trong nhiều thế kỷ. Khi hơi thở ngừng lại và một người không còn mạch đập, họ không còn sống nữa. Bây giờ, nhóm đề xuất thêm tiêu chí thứ hai, đó là sự vắng mặt của hoạt động não bộ. Nó có ý nghĩa: Bộ não nắm quyền kiểm soát các cơ quan khác và kiểm soát hơi thở. Chưa có cách nào chưa trị một bộ não không hoạt động.
Thời điểm của quyết định này không phải là ngẫu nhiên. Chỉ một năm trước đó, vào năm 1967, các bác sĩ đã thực hiện ca ghép tim đầu tiên. Ngoài việc giảm bớt gánh nặng của việc điều trị kéo dài và vô nghĩa, phương pháp mới dựa trên não để xác định cái chết cũng có thể tránh được tranh cãi về thời điểm các bác sĩ có thể lấy nội tạng cấy ghép. Khi não của người hiến tạng chết, đó là lúc có thể sử dụng nội tạng của họ cứu những người khác.
Một thực thể pháp lý được gọi là Ủy ban Luật thống nhất, chịu trách nhiệm làm rõ và ổn định các luật phức tạp trên toàn nước Mỹ, đã chính thức hóa tiêu chí chết não vào năm 1980. Kể từ đó, hầu hết các bang của Mỹ đã thông qua tiêu chí này. Theo luật này, một người sẽ chết nếu họ đáp ứng một trong hai điều kiện: “ngừng không hồi phục chức năng tuần hoàn và hô hấp” hoặc “ngừng không hồi phục tất cả các chức năng của toàn bộ não, bao gồm cả thân não”. Theo thời gian, chết não trở thành định nghĩa phổ biến hơn về cái chết sinh học và các bác sĩ đã hệ thống hóa quan điểm này trong một tuyên bố lập trường năm 2019 của Học viện Thần kinh học Mỹ. 93% thành viên được khảo sát của tổ chức đồng ý rằng chết não tương đương với chết tuần hoàn.
Tuy nhiên, đã có những trường hợp hiếm hoi, dễ thấy nhất là trường hợp của Jahi McMath, khi các biện pháp can thiệp y tế đã duy trì thành công sự sống của một người trong nhiều năm sau khi não của họ không còn hoạt động. Alex Capron, một chuyên gia về chính sách y tế và y đức tại Trường luật Gould thuộc Đại học Nam California và Trường y khoa Keck, cho rằng: “Jahi thực sự đã trải qua tuổi dậy thì”. Nếu điều đó đúng và một số chức năng nội tiết có thể tồn tại mà không cần hoạt động của não, thì vẫn có chỗ cho những người chỉ trích lập luận rằng các tiêu chuẩn hiện tại là không đầy đủ. Và đó là trước khi các nhà khoa học bắt đầu cố gắng đảo ngược quá trình chết ở lợn.
Một thí nghiệm đột phá
Nhà thần kinh học Nenad Sestan của Đại học Yale nghiên cứu các gen kiểm soát cách tế bào thần kinh phát triển và hình thành các kết nối trong bộ não đang phát triển. Để thực hiện những nghiên cứu này, ông đặt hàng các lát mô từ các ngân hàng não trên khắp thế giới. Tám hoặc chín năm trước, một mẫu vật từ London đã đến chậm do trễ chuyến bay. Thời gian mất thêm một ngày để đến nơi được coi là một thảm họa: Các tế bào chết sau vài phút không có oxy. Đó là một trong những kiến thức đầu tiên Sestan thu nhận được khi còn học ở trường y.
Ông Nestan (ngoài cùng bên phải) cùng thiết bị BrainEx tại phòng thí nghiệm đại học Yale
Nhưng Sestan đã nhận thấy rằng điều này không phải lúc nào cũng đúng. Trong một số trường hợp, ai đó đã để một phiến não ra ngoài vài giờ trước khi bỏ nó vào chất lỏng để làm thí nghiệm, nhưng Sestan vẫn tìm cách phục hồi được các tế bào sống. Vì vậy, khi bộ não trễ chuyến bay đến từ London, Sestan đã yêu cầu một trong những nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của mình mổ xẻ một phần của nó và để nó phát triển trong thiết bị chứa chất dinh dưỡng tế bào. “Có lẽ một cái gì đó còn sống,” ông nói.
Điều này đúng: một số tế bào lớn lên. Và sau đó, trên bộ não thứ hai, các nhà nghiên cứu đã cắt và phục hồi để đảm bảo kết quả không phải là một sự may rủi. Sestan bắt đầu tự hỏi: Nếu các tế bào sống có thể được bảo tồn từ một bộ não đã chết, tại sao không thử hồi sinh toàn bộ cơ quan?
Sử dụng các loại máy bơm, máy sưởi và bộ lọc để lưu thông chất thay thế máu, Sestan và các đồng nghiệp đã cùng nhau tạo ra một hệ thống tưới máu hiện đã được cấp bằng sáng chế, mà họ gọi là BrainEx. Họ đã đạt được thành công đáng kinh ngạc. Trong một bài báo năm 2019, nhóm đã mô tả cách BrainEx hồi sinh các tính năng chính của não lợn lấy từ lò mổ. Bốn giờ sau khi những con lợn chết, các tế bào thần kinh hoạt động, các mạch máu hoạt động và các tế bào miễn dịch của não vẫn hoạt động.
Sau khi BrainEx ra mắt, ý kiến của các nhà khoa học và bác sĩ đã khiến Sestan tràn ngập ý tưởng về những việc cần làm tiếp theo.
Việc mở rộng từ BrainEx sang phiên bản toàn thân, mà phòng thí nghiệm gọi là OrganEx, đã gặp phải một số thách thức khi nhóm bắt đầu mở rộng quy mô. Ví dụ, trong một bộ não bị cô lập, bạn không phải đối phó với các phản ứng đông máu và miễn dịch. Cải tiến hệ thống mất khoảng ba năm.
Về cốt lõi, OrganEx hoạt động như oxy hóa màng ngoài cơ thể, hay ECMO, còn được gọi là hỗ trợ sự sống. Nó có một máy bơm bắt chước chức năng của tim và một máy tạo ôxy để bắt chước chức năng của phổi. Nhưng OrganEx cũng bao gồm một bộ lọc máu, cùng với các máy bơm, ống và cảm biến, để thực hiện các phép đo thời gian thực về các chất chuyển hóa, khí, chất điện giải và áp suất. Sau đó, có những hỗn hợp mà hệ thống đẩy vào cơ thể: dung dịch mồi để điều chỉnh sự mất cân bằng điện giải và độ pH, một loại huyết sắc tố có nguồn gốc từ bò mang oxy và khoảng một chục loại thuốc chống viêm, chống oxy hóa, kháng histamine, kháng sinh và một số tác nhân bảo vệ thần kinh.
Thử nghiệm trên heo
Lúc thử nghiệm OrganEx trên lợn, Sestan và nhóm của ông tại đại học Yale tin chắc mình sẽ có một ngày dài. Mất khoảng 5 giờ để chuẩn bị dung dịch và máy móc, thêm 7 giờ nữa theo dõi và đo lường trên 10 con lợn. Các con vật được dùng thuốc an thần và gây mê hoàn toàn. Các nhà khoa học đặt một điện cực nhỏ thông qua một lỗ vuông trên ngực của mỗi con vật và chạm vào tim của nó để gây ngừng tim. Hai màn hình, một cho tim và một cho hoạt động của não, hiển thị các đường thẳng. Những con lợn đã chết.
Một giờ trôi qua. Sau đó, thử nghiệm thực sự bắt đầu, khi các nhà khoa học kết nối từng con vật bất động với hệ thống OrganEx hoặc với ECMO tiêu chuẩn. Thử nghiệm được thiết lập để diễn ra trong sáu giờ, nhưng những thay đổi đầu tiên và rõ ràng nhất đã xảy ra sau khoảng nửa giờ: Máy theo dõi nhịp tim kết nối với bốn trong số năm con lợn được điều trị bằng OrganEx bắt đầu sáng lên. Các đường có đỉnh bắt đầu di chuyển xung quanh màn hình. Điện tim đã hoạt động trở lại một cách tự nhiên mà không cần ép ngực hay các biện pháp cứu sinh khác.
Các nhà nghiên cứu nhìn vào lỗ ngực của lợn. Ở mỗi con lợn OrganEx hiển thị hoạt động điện trên màn hình, tim đang co bóp rõ ràng. Không con nào trong số năm con vật trong nhóm được điều trị bằng ECMO cho thấy bất kỳ hoạt động điện hoặc co thắt nào.
Một phần hệ thống BrainEx, được sử dụng để thí nghiệm với não lợn
Sau sáu giờ truyền dịch, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loại thuốc trợ tử và ngắt kết nối máy. Họ đã kiểm tra mô từ các cơ quan quan trọng của lợn, bao gồm tim, phổi, gan, thận và não, dưới kính hiển vi. Hình dạng và tổ chức của các tế bào trông tốt hơn rõ rệt trong các mẫu OrganEx so với các mẫu từ lợn được cung cấp ECMO. Các thử nghiệm khác cho thấy hoạt động phục hồi của các gen sửa chữa tế bào cụ thể sau khi điều trị bằng OrganEx.
OrganEx hiệu quả đến mức một số thay đổi có thể nhìn thấy rõ ràng bằng mắt thường. Lợn được điều trị không có các dấu hiệu chết điển hình như cứng cơ và đổi màu tím. “Con vật trông khác hẳn", Sestan nói.
Các nhà khoa học vẫn đang bối rối về ý nghĩa của kết quả OrganEx. Các thí nghiệm đã được thực hiện trên động vật và còn nhiều năm nữa trước khi chúng có thể ảnh hưởng đến y học cho con người.
