Erzähl jemandem auf einer Dinnerparty, dass du an Kryonik arbeitest, und das Erste, was du fast immer zu hören bekommst, ist eine Version von: "Du frierst also Menschen ein?". Das ist die häufigste Annahme über dieses Feld, und sie ist falsch; und zwar auf eine Weise, die wichtig ist. Kryonik friert Menschen nicht ein. Einfrieren ist tatsächlich fast das Schlimmste, was du einem Gehirn antun könntest, das du zu erhalten versuchst. Was tatsächlich passiert, nennt manVitrifizierung, und der Unterschied zwischen den beiden ist der Unterschied zwischen dem Zertrümmern einer Struktur und dem sanften Einbetten in Glas.
Um zu verstehen, warum diese Unterscheidung alles ist, musst du dir ansehen, was Kälte tatsächlich mit Wasser anstellt, denn ein Mensch besteht größtenteils aus Wasser, das Gehirn etwa 73% davon nach Gewicht, und Wasser ist der Störenfried.
Was Einfrieren tatsächlich bewirkt
Wasser hat eine seltsame und, für unsere Zwecke, feindselige Eigenschaft: Es dehnt sich aus, wenn es gefriert. 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 Platz ein als die Flüssigkeit zuvor. Deshalb platzt eine vergessene Flasche im Gefrierfach. Deshalb ist Einfrieren so zerstörerisch für lebendes Gewebe.
Wenn großes Gewebe einfriert, bildet sich der Großteil des Eises in den Zwischenräumen zwischen den Zellen statt in ihnen, undzwei schlimme Dinge passieren gleichzeitig. Das wachsende Eis drückt die Zellen in immer kleinere Räume und verzieht das umliegende Gewebe. Gleichzeitig zieht reines Wasser aus der Lösung, um Eis zu bilden, sodass alles, was in diesem Wasser gelöst war; Salze und andere gelöste Stoffe; in den schrumpfenden Flüssigkeitsresten konzentriert wird, bis die Chemie dort giftig wird. Mechanische Zermalmung und chemische Vergiftung, die zusammen eintreten.
Du hast das Ergebnis im Kleinen schon gesehen. Friere eine Erdbeere ein, tausche sie auf, und sie wird matschig und schlaff, weil die Eiskristalle ihre Zellwände zerstört haben und die Struktur ihre Form nicht mehr halten konnte. Stell dir 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 auf keinen Fall 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 aber nie. 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 genau so erhalten, wie sie war, in der Zeit eingefroren statt zu Eis erstarrt.
Um einen menschlichen Körper zu vitrifizieren statt zu gefrieren, braucht es Chemie. Der Großteil des Wassers im Körper wird durchKryoprotektive Mittel, eine Art medizinisches Frostschutzmittel, durch einen Prozess namens Perfusion. Diese Mittel senken die Temperatur, bei der die verbleibende Flüssigkeit kristallisieren würde, und lassen sie stattdessen in den glasartigen Zustand übergehen. Der Körper verfestigt sich, während er durch die glasartige Zustandsübergangstemperatur abkühlt, irgendwo zwischen -120°C und -130°C, und ab diesem Zeitpunkt ist er vitrifiziert: biologisch pausiert, strukturell erhalten, alle chemischen Zerfallsprozesse extrem verlangsamt.
Was Vitrifizierung in der Praxis bedeutet
Das ist kein einfaches Eintauchen in etwas Kaltes. Es ist ein sorgfältiges, abgestuftes medizinisches Verfahren, das genau dann beginnt, wenn es nötig ist. Nach der Feststellung des legalen Todes zählt jede Minute für die strukturelle Integrität, also ist das erste Ziel Schnelligkeit, derWettlauf gegen den zellulären Zerfall, um den sich dieses gesamte Feld dreht. EinBereitschaftsteam arbeitet daran, den Patienten zu stabilisieren, die Durchblutung wiederherzustellen und mit der schnellen Kühlung zu beginnen, während der Körper über dem Gefrierpunkt gehalten wird, damit sich kein Eis bildet, bevor die Schutzmittel eingesetzt sind.
Dann folgt diePerfusion: das Kryoprotektivum wird langsam in den Kreislauf eingeführt, wobei die Konzentration allmählich steigt und dabei das Wasser des Körpers ersetzt, während die Temperatur gesenkt wird. Erst wenn das Gewebe gesättigt ist, wird der Patient weiter abgekühlt, bis er schließlich-196°C für die Langzeitlagerung in einemDewar erreicht. Jeder Schritt dient einem Versprechen: Glas, kein Eis.
Wenn dich also das nächste Mal jemand fragt, ob du "tote Menschen einfrierst", hast du eine präzise Antwort. Nein. Wir tun genau das Gegenteil von Einfrieren, absichtlich, weil Einfrieren das zerstören würde, was wir eigentlich retten wollen.
Kurzfassung: Eisbildung schädigt Gewebe durch Eiskristalle. Vitrifizierung nutzt Kryoprotektiva und kontrolliertes Abkühlen, um einen glasartigen Zustand mit deutlich weniger Eisbildung zu erreichen.
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