Kriyonik hakkında

Kriyonik, yakın zamanda ölmüş insanların ve hayvanların, (tercihen hala hayatta ama ölmekte olan) gelecek yıllarda geliştirilecek olan teknolojilerle yeniden uyandırılması amacıyla sıvı nitrojen içerisinde vücut bütünlüğü korunarak saklanması uygulamasıdır. Kriyonik (insanların dondurulması), kriyopatilerin, geleceğin tıp ve nanomedikal teknolojilerinin hücreleri, dokuları, organları ve sonuç olarak vücudun tüm işlevlerini geri kazandırmasına kadar korunmasını sağlar.

Kriyonik (insan dondurma), kriyobiyoloji, kriyojenik mühendislik ve klinik tıp uygulamalarını birleştiren bilimsel tabanlı bir uygulamadır.

Kriyoniğin özünü ve olanaklarını anlamak için, ilk bakışta basit gibi görünen, ancak aslında düşünceli bir yaklaşım gerektiren bazı soruları dikkatlice ele almak gerekir.

İşte sorular:

• Hayat nedir?
• Ölüm nedir?
• Kriyonik (kriyostaz) nedir?
• Kriyopati hastalarının reanimasyonu ve canlandırılması nasıl gerçekleşecek?

1. Hayat nedir?

 1.1  Yaşam, hücreler ve insan vücudu.

Bir organizmanın yaşamı, organlarının çalışmasıyla sağlanır: beyin, kalp, akciğer, karaciğer, vb. organlar, sinir, kas, kan ve diğer hücreleri içeren dokulardan (sinir, kas, bağ vb.) oluşur. Yani hayat, her şeyden önce vücut hücrelerinin hayatıdır.

Modern biyolojinin prensiplerine göre yaşam, hücresel faaliyetlerin bir türünden başka bir şey değildir. Bir organizmanın bütün olarak yaşayabilmesi, hücrelerinin yaşayabilmesine bağlıdır. Hücre, madde ve enerjinin biriktirildiği, depolandığı ve kullanıldığı, biyolojik bilginin depolandığı, değiştirildiği ve iletildiği temel birimdir. Hücrelerin bu biyokimyasal fonksiyonları, hücresel davranışları belirleyen özel yapılar sayesinde gerçekleşir.

1.2.  Bir hücrenin işleyiş şekli.

Hücre, kendisini çevresel etkilerden koruyan hücre zarı, hücre içi elemanlar (organeller), hücre çekirdeği, mitokondri vb.'den oluşur. Zar, protein molekülleriyle kaplı çift katlı lipitlerden (yağlardan) oluşur. Organeller protein molekülleri, nükleik asitler, yağlar vb.'den oluşur.

Hücre zarından içeri giren yapı, besin maddeleri ve oksijen, protein molekülleri olan özel "gözeneklerden" geçer. Hücre içerisinde protein molekülleri oksidatif reaksiyonları katalize ederek enerji üretirler ve bu enerjinin fazlası özel moleküllerde depolanır. Proteinler daha sonra elde ettikleri enerjiyi, hücre yapısını destekleyen pr

Özetle, hücrenin yaşamı, her şeyden önce dışarıdan gelen besin ve oksijenin protein moleküllerine dönüştürülmesi işidir denilebilir.

1.3. Akıl ve kişilik.

Son bilimsel verilere göre, bir bireyin bilinci, beyninin işleyişiyle var oluyor. Bu işleve birçok beyin yapısı, ama en başta bireyin bilincini ve kişilik özelliklerini kontrol eden beyin korteksi katılıyor. Beyin, sinir ve diğer beyin hücrelerinin karmaşık bir yapıya sahip olan topluluğudur.

Yetiştirilme, eğitim ve kişilik gibi süreçler uzun süreli bellekte depolanır. Dolayısıyla beyin aktivitesi esas itibariyle uzun süreli hafızada saklanan bilgilerin kaydedilmesi ve silinmesi sürecidir.

Uzun süreli hafıza bireyin özünü korur. Yani ölümün bir insanın zihnini ve kişiliğini silmemesi için, uzun süreli hafızadan sorumlu beyin yapılarının sağlam kalması ve -belki de- yeterince korunması gerekiyor.

1.4. Belleğin temelleri.

Beynin temel öğesi ve uzun süreli hafızanın başlıca bileşeni olan nöron, bir hücre gövdesi, diğer nöronlardan veya dış ortamdan gelen sinyalleri almada uzmanlaşmış dendritler, hücresel dallar ve hücre gövdesinden "uzun, ince lifleri" çıkan bir aksondan oluşur. Bu da nöronu insan vücudundaki en uzun hücre yapar. Akson, esnek zarı sayesinde nöronal sinyallere karşı oldukça hassastır. Nöronlar, aksonların uçlarındaki bir tür projeksiyon olan sinaptik sonlanmalar aracılığıyla iletişim kurarlar. Sinapsların çoğu, bir nöronun sinyali sinaptik terminallere ulaştığında salgılanan nörotransmitter adı verilen özel bir kimyasal madde içerir. Nörotransmitter, başka bir nöronun dendritinin sinapsına ulaştığında, onu uyararak elektriksel bir uyarı üretir ve bu uyarı daha sonra başka bir nöronun hücre gövdesine gönderilir. Bu iletişimin sonucunda nöronların yapısı ve sinirsel bağlantılar giderek değişir. Öncelikle sinapsların sayısı ve yeri değişir. Bu değişiklik öğrenme sürecinin ve uzun süreli belleğin temelini oluşturur.

Yani uzun süreli hafıza nöronlar arasındaki sinaptik bağlantıların dağılımına göre belirlenir. Yani bir kişiye ait bilgileri muhafaza edebilmek için sadece onun beynindeki sinirsel bağlantılara ait bilgileri kaydetmek yeterli olacaktır.

2. Ölüm nedir?

 2.1. Organizmanın ölümü.

Bir kişi, hastalık veya yaralanma sonucu hayati bir organ veya sistemin (örneğin karaciğer veya bağışıklık sistemi) normal şekilde çalışmayı bırakması durumunda ölür. Daha sonra kalp durur ve buna bağlı olarak beyne oksijen gitmez. Kalp atışının ve solunumun durması klinik ölüm olarak sınıflandırılır. Oksijensiz kalan beyin hücreleri artık işlevlerini yerine getiremez hale gelir ve yavaş yavaş ölürler. Bu süreç birkaç dakikadan bir saate kadar, vücut sıcaklığı +20 veya 25 santigrat dereceye düştüğünde ise birkaç saate kadar sürebilir. İkinci durum, yapay kan dolaşımı ve akciğerlerin yapay ventilasyonu olmadan kalp aktivitesinin durdurulmasını gerektiren kalp veya beyin ameliyatları sırasında bugün cerrahide zaten kullanılmaktadır.

Biyolojik ölüm olarak kabul edilen beyin ölümü, yukarıda anlatılan sürecin sona ermesi ve beynin refleks ve biyoelektriksel aktivitesinin ortadan kalkması ile gerçekleşir. Klinik ve biyolojik ölüm arasındaki dönemde yapılan canlandırma önlemlerinin yardımıyla bir kişiyi canlandırmak mümkündür.

2.2. Hücre ölümü.

Bir bireyin biyolojik ölümü, onun organ ve dokularının biyolojik ölümü anlamına gelmez. İnsan vücudunda doku ölüm süresinin uzunluğu, dokuların hipoksi ve anoksiye dayanma yeteneklerine göre belirlenir; bu durum her organ için aynı değildir. Vücutta anoksiye en yatkın bölgeler serebral korteks ve subkortikal yapılardır. Beyin sapı ve omurilik anoksiye karşı daha dirençlidir. Biyolojik ölümden sonra kalbin canlılığı bir buçuk-iki saat daha devam eder. Böbrekler, karaciğer ve diğer bazı iç organlar üç-dört saat daha canlı kalabiliyor. Deri, kas dokusu ve diğer bazı dokular biyolojik ölümden sonra beş veya altı saat daha canlılığını sürdürür. İnsan vücudundaki en hareketsiz doku olan kemik dokusu, günlerce canlı kalabilme özelliğine sahiptir. Bir organizmanın biyolojik ölümünden sonra doku ve organların hayatta kalması olgusu, bunların nakil olasılığını açıklar ve biyolojik ölümün başlangıcından sonra organlar ne kadar çabuk çıkarılırsa, yeni bir vücutta o kadar başarılı bir şekilde kök salacaklardır.

Hücrede ise oksidatif süreçlerin durması sonucu oksijen erişiminin kesilmesi ve enerjisinin bloke olması nedeniyle metabolizması bozulur. Böylece hücre, ısının etkisiyle, hücreyi yönlendiren proteinlerin hasar görmesi sonucu iyon konsantrasyonundaki değişimlerle, proteinleri birbirine yapıştıran enzimlerin aktivitesiyle, hücrenin kendini yok etme süreçlerinin başlamasıyla vb. yavaş yavaş parçalanmaya başlar. Ancak yukarıda belirtilen süreç oldukça yavaş gerçekleşir ve vücut bir bütün olarak işlevini yitirdikten sonra bile hücreleri yaşamaya devam eder ve bu da bize bir gün her bir hücremizi vücuda geri verebileceğimiz umudunu verir.

2.3. Bilgi ölümü.

Beyin ölümü herhangi bir organın ölümünden farklı değildir. Oksijensiz kalan beyin hücreleri bozulmaya başlar. Ancak beynin biyolojik ölümünden sonra bile hücrelerinin çoğu yaşamaya devam eder. Böylece bir sinir hücresi biyolojik ölümden sonra birkaç on saat boyunca  yapısını koruyabilir.

Yani temel sonuç: Beynin ince yapısının (sinir bağlantılarının dağılımının) biyolojik ölümden birkaç saat hatta birkaç on saat sonra bile stabil kalması, korunan bilginin, geleceğin tıbbının yardımıyla bireyin hayata dönmesi için yeterli olacağı umudunu vermektedir.
 

2.4.  “Ölü” kavramının göreliliği üzerine.

Kriyonik fikrini kabul edenler bile, kriyonik hastalarının canlandırılması olasılığına çoğu zaman şüpheyle yaklaşırlar; çünkü kriyonik hastalarının zaten öldüğüne ve onları yeniden canlandırmaya yönelik her türlü girişimin başarısızlığa mahkum olduğuna dair yaygın bir inanç vardır. Bu argüman, ölümün tek bir an olduğu şeklindeki çoktandır modası geçmiş algıya dayanmaktadır. Ne yazık ki bu söylem sadece sıradan insanlar tarafından değil, aynı zamanda biyoloji ve tıp alanındaki gelişmelerden yeterince haberdar olmayan birçok bilim insanı tarafından da paylaşılıyor. Aslında ölüm oldukça uzun bir süreçtir ve şu aşamalardan oluşur:

1. geçmişte hekimler ve insanlar tarafından kesin ölüm olarak kabul edilen, birçok organ ve hücrenin hâlâ işlevini sürdürdüğü, yapılarının hemen hemen hiç bozulmadığı, organizmanın işlevinin durması;
2. vücut yapısının kısmen tahrip olması;
3. vücudun yapısının tamamen ve geri döndürülemez biçimde parçalanması (geleceğin tıbbı "ölü" terimini böyle anlayacak, kriyoniği savunanlar bunu şimdiden böyle anlıyor).

 Canlandırma teknolojileri ilerledikçe, ikinci evredeki bireyin hayata dönme olasılığı giderek artmaktadır.

3. Kriyostaz nedir?

Kriyostaz, vücut dokularının son derece düşük (kriyojenik) sıcaklıklarda dondurularak yapısının korunmasıdır. Kriyostaz sırasında, donma sonucu oluşan doku hasarını azaltmak için tasarlanmış kimyasal solüsyonlar ve kriyoprotektörler kardiyovasküler sistem yoluyla insan vücuduna verilir. Daha sonra yavaş yavaş sıvı azot sıcaklığına (-196 santigrat derece) soğutulan gövde, hiçbir önemli değişikliğe uğramadan yüzlerce yıl saklanabileceği bir kriyostat'a (Dewar şişesi) yerleştirilir. Ancak sıvı azotun buharlaştırılması zaman zaman kriyostat içerisine ilave edilmesini gerektirdiğinden, kriyopatililerin kriyodepolanması oldukça pahalı olmaktadır.

Kriyobiyolojide kullanılan yöntemler, mikroskobik (birkaç milimetre) hayvanların ve küçük biyolojik doku parçalarının sıvı nitrojen sıcaklığına geri dönüşümlü ve neredeyse güvenli bir şekilde dondurulmasına olanak sağlar. Arktik kelebeklerin larvaları ve tırtılları, semender ve kurbağa gibi amfibiler ve kaplumbağa gibi sürüngenler gibi bazı böcekler -5 dereceden -50 dereceye kadar değişen sıcaklıklarda geri dönüşümlü donma yeteneğine sahiptir. Tıpta deri, kornea, kemik iliği, sperm ve embriyoların geri dönüşümlü dondurulması uygulanmaktadır. Geri dönüşümlü olarak dondurulmuş yetişkin beyin dokusunun küçük parçalarında saklanan nöronlar elektriksel aktivite göstermektedir. İç organların dondurulması alanında yapılan araştırmalardaki ilerlemeler, 10 veya 20 yıl içinde kriyobiyologların, tüm beyinleri geri dönüşümlü ve nispeten güvenli bir şekilde dondurmak için ileri ve etkili yöntemler icat edeceklerini söylememize olanak sağlıyor. Yukarıdaki gerçekler, kriyoprotektanlar kullanılarak yapılan dondurma işleminin hücresel ve moleküler düzeyde meydana getirdiği hasarın ölümcül olmadığını göstermektedir. Şu anda bir kişinin geri dönüşümlü dondurulmasını imkansız kılan temel sorun, büyük bir biyolojik materyal parçasının dondurulmasının zorluklarıyla ilgilidir, çünkü bu durumda kriyoprotektörler tüm parçayı eşit şekilde dolduramayacak ve bu da kimyasal maddelerin konsantrasyonunun asimetrisi ve mekanik gerginlik nedeniyle hücre zarlarının, dokuların ve organların yırtılmasına yol açacaktır. Fakat bu kopmaların sayısı çok olmasına rağmen, organizmanın yapısı hakkında bilginin tümüyle kaybolmasına yol açmazlar, öyle ki gelecekte donmanın yol açtığı bütün hasarları düzelterek bireyi yeniden canlandırmak tamamen mümkün olur.

4. Canlanma nasıl gerçekleşecek?

Gelecekte kriyopatili hastaların yeniden canlandırılması için kullanılacak tüm teknolojileri henüz tanımlayamasakta bilimsel ilerleme, bu teknolojiler hakkındaki anlayışımızı geliştirmemize olanak sağlıyor. Şu anda sahip olduğumuz bilgilere dayanarak, aşağıdaki teknolojilerin kriyopati hastalarını tekrar aramıza kazandırmaya yardımcı olacağına inanıyoruz:

• Nanoteknolojiа (aşağıya bakınız);
• Büyüyen organlar;
• Yapay organlar (Bu konuya «Sibernetik Organizasyon» bölümü ayrılmıştır);

• Beyin modelleme;
• Organ ve dokuların 3 boyutlu basımı;
• Organ nakli;
• Bugün bilinmeyen ama gelecekte olması muhtemel diğer teknolojiler.

 4.1. Nanoteknoloji ve moleküler robotlar.

  Nanoteknolojiа - nanometre (metrenin milyarda biri) büyüklüğünde, yani birkaç on atomdan birkaç bin atoma kadar ölçüm yapan aygıtların yaratılmasıyla ilgilenen bir bilim ve teknoloji alanıdır. Bu tür aygıtlar molekülleri ve atomları (bir molekülün atomları arasındaki mesafe bir nanometrenin birkaç onda birine eşittir) manipüle etmek için tasarlanmıştır. Nanoteknoloji, maddenin yapısının atomik düzeyde incelenmesini mümkün kılan taramalı tünel mikroskobunun bulunmasıyla ivme kazandı. Bu buluş 1986 yılında Nobel Ödülü'ne layık görüldü ve o tarihten itibaren nanoteknolojinin hızla gelişmesi başladı.

Nanoteknolojistlerin geliştirdiği ekipmanların bir parçası da molekül büyüklüğündeki moleküler robotlar. Bu tür botların her biri, moleküler düzeyde işlemler yapabilen, moleküllerin yapısını değiştirebilen ve kaydırabilen minyatür bir hesaplama cihazı ve manipülatörlerle donatılmıştır. Moleküler robotun en basit benzeri, bir RNA molekülünün belirlediği bir programı izleyerek aminoasitlerden bir protein molekülü oluşturan ribozomdur (hücresel bir organel).

4.2. Canlanma için olası senaryo.

Kriyopati hastalarının yeniden canlandırılmasına yönelik olası bir senaryo, bugün en olası görünen senaryo, parlak bilim insanları Eric Dexler ve Marvin Minsky tarafından “Yaratılışın Motorları” adlı kitaplarının “Geleceğe Açılan Kapı” başlıklı 9. bölümünde anlatılmıştır. Kısacası, uzak gelecekte kriyoterapistlerin yeniden canlanma sürecini şöyle görüyoruz:

1. Bir kriyo hastanın dondurulmuş bedenine, toplam ağırlığı yaklaşık yarım kilogram olan bir milyar moleküler robotun verilmesi.
2. Hücrelerde ölme, ölüm sonrası ayrışma, perfüzyon ve kriyostorajda saklama süreçlerinin neden olduğu hasarların nanorobot çalışmaları. Nanobotlar, kriyohastanın durumunu analiz ederek birbirleriyle ve kriyohastanın vücudunun dışında bulunan ve robotların faaliyetlerini yönlendiren bir süper bilgisayarla veri alışverişinde bulunacak.
3. Nanobotlar tüm hasarları dikkatlice inceledikten sonra, çapraz bağlı molekülleri ayırarak, hücre zarlarını ve organelleri onararak vb. onarım işlemine başlayacak.

Nanorobotlar nihayetinde hücre iyileştirme ve gençleştirme işlemini gerçekleştirerek genç ve sağlıklı bir organizmayı hayata geri döndürecek..

Nanobotlar görevlerini tamamladıktan sonra, canlanan bedeni, tıpkı virüsler gibi, dolaşım ve solunum sistemleri yoluyla terk edecekler. Son bilimsel verilere göre, yukarıda belirtilen işlemlerin tamamlanması aylar sürebilir ve bunların uygulanmasına yönelik teknolojiler 50 yılda geliştirilemeyebilir. Bu, kriyonik hastanın en azından tüm süreç boyunca güvenli ve sağlıklı bir şekilde tutulması gerektiği anlamına gelir.

Nörokriyoprezervasyon durumunda, kriyohastanın beyni yeniden canlandırılmadan önce, vücudunun DNA kullanılarak, örneğin organlar ve dokular büyütülerek veya başka bir şekilde yeniden yapılandırılması gerekecektir.

Kriyohasta canlandırmasının teknik yönlerini ele alan bilimsel yayınların sayısı sürekli artmaktadır. Ünlü nanoteknolojistler ve kriyoniğin Amerikalı popülerleştiricileri Ralph Merkle ve Robert Freitas, kriyonik hastalarının canlandırılması konularına adanmış bilimsel makalelerden oluşan bir liste derlediler.

Ek Bilgilerополнительная информация 

• Kriyoniğin tarihçesi.
• Kriyonik uygulamasının bilimsel temelleri.
• ABD'de Kriyonik.
• Dünyada kriyonik.
• Kriyonik hakkında ilginç bilgiler.