Cryonica is geen vaste procedure van koelen, opslaan en afwachten. Het is een actief onderzoeksveld, en het verschil tussen een preservatie uitgevoerd in 1970 en een preservatie van vandaag is groot en meetbaar. Elke verbetering in het behoud van de ultrastructuur van een brein vergroot in theorie de kans dat toekomstige medische technologie opwekking mogelijk maakt met behoud van herinneringen, persoonlijkheid en identiteit. Dit artikel behandelt hoe het veld zich ontwikkelt, wat er al is aangetoond, wat nog niet, en wie dit werk uitvoert.
Een vakgebied, geen afzonderlijke techniek
De belangrijkste omslag was de overgang van invriezen naar vitrificatie: weefsel dat met cryoprotectant is doordrenkt, wordt daarbij zonder ijsvorming in een glasachtige toestand gebracht. Cryobioloog Greg Fahy stelde deze methode in 1984 voor; vanaf ongeveer 2000 werd zij toegepast bij cryopreservaties van mensen.
Vitrificatie was toen nog verre van volmaakt. De belangrijkste reden daarvoor komt in de volgende paragraaf aan bod. De concentraties cryoprotectant die nodig zijn om ijsvorming te voorkomen, zijn hoog genoeg om toxisch te zijn. Sindsdien proberen onderzoekers de veiligheidsmarge te vergroten tussen de concentratie die vitrificatie mogelijk maakt en de concentratie die cellen beschadigt of doodt.
De vier problemen waaraan het veld werkt
1. Toxiciteit van cryoprotectanten. Dit is het centrale probleem, en de standaardreferentie stelt dit onomwonden. Human Cryopreservation Procedures van De Wolf en Platt, inhoudelijk gecontroleerd door Brian Wowk, stelt het als volgt: de eigenlijke uitdaging in de cryobiologie is niet het ontwerpen van oplossingen die bij langzame koeling ijsvorming voorkomen, maar het ontwerpen van vitrificatieoplossingen zonder toxiciteit.
De vooruitgang kwam voort uit een reeks gerichte verbeteringen, niet uit één enkele doorbraak. De toxiciteit van sommige cryoprotectanten neemt af wanneer ze met andere worden gecombineerd; Fahy's ontdekking dat DMSO de toxiciteit van formamide neutraliseert, is het bekendste voorbeeld. De samenstellingsvariabele qv* voorspelt de totale toxiciteit van een vitrificatieoplossing, waardoor oplossingen gerichter konden worden ontwikkeld in plaats van vooral via proefondervindelijk zoeken. De toepassing ervan leverde een contra-intuïtief resultaat op: minder sterke glasvormers kunnen de levensvatbaarheid verhogen. Zo verhoogde het vervangen van propyleenglycol door een hogere concentratie ethyleenglycol de celoverleving. Synthetische ijsremmers pakken het probleem van de andere kant aan. In 2000 toonden Brian Wowk en collega's aan dat polymeren heterogene ijskiemvorming kunnen remmen. De daaruit voortgekomen middelen, polyvinylalcoholcopolymeer en polyglycerol, verkocht als X-1000 en Z-1000, verlagen de minimale cryoprotectantconcentratie die nodig is voor vitrificatie. Minder cryoprotectant betekent minder toxische belasting.
De huidige stand van zaken wordt in dezelfde referentie beschreven. Bij preservaties onder goede omstandigheden wordt aangenomen dat het brein al in de vroege tot middelste fasen van de cryoprotectieve perfusie niet meer levensvatbaar is, door de toxiciteit van het cryoprotectant en de uitdroging die dit veroorzaakt. Behoud van ultrastructuur en behoud van levensvatbaarheid zijn momenteel twee verschillende doelen. Alleen behoud van ultrastructuur lijkt vandaag haalbaar.
2. Het cryoprotectant in een volledig brein krijgen. German et al. leggen expliciet uit waarom een volledig brein moeilijker te behandelen is dan een plakje weefsel. Het cryoprotectant moet via de bloedvaten worden toegediend. Bij de bloed-hersenbarrière zijn permeabiliteit en hydraulische geleidbaarheid echter onvoldoende op elkaar afgestemd, mede door de hoge concentratie aquaporine-4 in de perivasculaire uitlopers van astrocyten. Hun protocol voor volledige breinen slaagde in één van de drie pogingen. De auteurs noemen aquaporinen als een mogelijk aangrijpingspunt voor verder onderzoek.
3. Het weefsel weer opwarmen. Opwarmen is het moeilijkste deel van de cyclus. Tijdens het koelen hoeft ijsvorming slechts één keer te worden voorkomen. Tijdens het opwarmen doorloopt het weefsel hetzelfde temperatuurbereik langzamer, waardoor alsnog ijs kan ontstaan dat bij het afkoelen niet was gevormd. Bij conductief opwarmen dringt warmte van buiten naar binnen door. Daardoor is de methode slechts geschikt tot een bepaalde weefselgrootte: volgens de Duitse groep ongeveer de grootste omvang die hun methode nog aankan. Daarboven zijn volumetrische methoden nodig. In 2023 vitrificerde een groep van de Universiteit van Minnesota rattennieren, sloeg ze tot 100 dagen op en warmde ze weer op met een gemiddelde snelheid van 63,7 °C per minuut door siliciumdioxide-omhulde ijzeroxide-nanodeeltjes in een radiofrequent veld te exciteren; de nieren werden getransplanteerd en hielden het dier in leven. Datzelfde jaar bereikte de groep van Ramon Risco in Sevilla 217,8 °C per minuut met hoogintensieve gefocuste ultrasone golven. Daarmee wordt warmte in het volledige volume opgewekt, zonder nanodeeltjes in het weefsel. Een artikel uit 2025 breidde vitrificatie en nano-opwarming uit naar volumes op literschaal. Geen van beide methoden is toegepast op weefsel of een orgaan ter grootte van een menselijk brein.
4. Scheurvorming onder de glasovergangstemperatuur. Onder de glasovergang blijft het materiaal krimpen, maar kan het spanningen niet meer ontspannen. Daardoor kunnen scheuren ontstaan. Een studie uit 2025 toonde aan dat scheurvorming samenhangt met thermische krimp en met de temperatuurgradiënten die door snel koelen ontstaan. Mogelijke tegenmaatregelen zijn langzame afkoeling naar cryogene temperaturen en opslag bij een tussentemperatuur.
Wat er is aangetoond, en waarin
De onderstaande bevindingen zijn gerangschikt naar wat elk experiment daadwerkelijk heeft aangetoond en in welk systeem.
Een volledig orgaan na vitrificatie en transplantatie. De groep van Fahy bij 21st Century Medicine rapporteerde in 2009 dat een konijnennier met de vitrificatieoplossing M22 zonder ijsvorming tot −135 °C was gekoeld, vervolgens was opgewarmd en getransplanteerd, en daarna als enige nier van het dier functioneerde. Dit blijft het duidelijkste bewijs dat een complex orgaan de volledige cyclus kan doorstaan.
Behoud van ultrastructuur in een volledig brein door fixatie. Aldehydegestabiliseerde cryopreservatie, gepubliceerd in Cryobiology in 2015, won in 2018 de prijs voor grote zoogdieren van de Brain Preservation Foundation doordat de synaptische connectiviteit in een volledig varkensbrein behouden bleef; dit werd na opwarming bevestigd met driedimensionale elektronenmicroscopie. Glutaaraldehyde fixeert de ultrastructuur onmiddellijk, waardoor biologisch herstel van dit weefsel onmogelijk wordt. De voordelen en nadelen daarvan worden besproken in preservatie zonder invriezen.
Behoud van ultrastructuur in een volledig brein met alleen vitrificatie. Een preprint uit 2026 van Fahy, Ralf Spindler, Brian Wowk en collega's rapporteert ultrastructurele en histologische cryopreservatie van breinen van zoogdieren door vitrificatie, zonder voorafgaande aldehydefixatie. De wetenschappelijke beoordeling door vakgenoten is nog niet afgerond.
Functioneel herstel in de hippocampus van muizen. In maart 2026 publiceerden Alexander German en collega's van Erlangen-Neurenberg functioneel herstel van de volwassen muizenhippocampus na cryopreservatie door vitrificatie in PNAS. Weefselplakjes en het volledige brein in situ werden tussen tien minuten en zeven dagen onder de glasovergangstemperatuur gehouden, vervolgens opgewarmd en onderzocht. Rustmembraanpotentialen, synaptische overdracht, metabole responsiviteit en langetermijnpotentiëring waren alle weer aantoonbaar. LTP bedroeg 138,06 ± 6,90% na vitrificatie tegenover 157,68 ± 7,14% bij de controlegroep, P = 0.072, gebaseerd op respectievelijk zeven en acht plakjes uit zeven muizen. Dat verschil is niet statistisch significant, maar bij deze steekproefomvang heeft de vergelijking ook onvoldoende onderscheidend vermogen om een werkelijke afname uit te sluiten; de auteurs omschrijven het resultaat als kortetermijnherstel. De bevinding is dat cellulaire processen die betrokken zijn bij leren en geheugen na vitrificatie weer functioneerden in de hippocampus van muizen, na een opslagperiode van dagen. Het is geen resultaat over menselijke breinen, complete organen op menselijke schaal, of lange opslagtijden. PNAS publiceerde een onafhankelijk commentaar hierover in juni 2026.
Levend menselijk hersenweefsel opgeslagen en na het ontdooien onderzocht. In 2024 publiceerde een groep van de Fudan-universiteit een protocol dat zij MEDY noemen, gebaseerd op methylcellulose, ethyleenglycol, DMSO en Y27632. Na ontdooien behielden menselijk hersenweefsel en neurale organoïden hun structuur, celdiversiteit en neurale functie.
De kwaliteit van preservatie meten
De term kwaliteitsmeting kan twee verschillende dingen betekenen. Die verwarring kan ertoe leiden dat een onderzoeksveld zijn eigen prestaties te rooskleurig beoordeelt. De ene benadering meet het daadwerkelijk bereikte resultaat van de preservatie. De andere benadering meet de belasting die de patiënt tijdens het proces heeft ondergaan. Beide horen thuis in een casusrapport, maar alleen de eerste maat zegt rechtstreeks iets over het eindresultaat.
Uitkomstmaten: wat de preservatie heeft bereikt
De standaardreferentie noemt drie uitkomstmaten, elk met een bijbehorende meetmethode. Het uitsluiten van ijsvorming wordt beoordeeld met een CT-scan, die gevitrificeerde van bevroren gebieden onderscheidt omdat ijs en de omringende gevitrificeerde oplossing een verschillende dichtheid hebben. Het behoud van ultrastructuur wordt beoordeeld met elektronenmicroscopie op hersenmonsters van een microliter. De levensvatbaarheid wordt in diezelfde monsters beoordeeld met tests zoals de kalium-natriumratio. De referentie stelt de norm onomwonden: elk casusrapport moet CT-scans en elektronenmicroscopische opnamen bevatten die de bereikte mate van vitrificatie en het ultrastructurele behoud vastleggen.
Dezelfde referentie is openhartig over de derde maat: hoge levensvatbaarheidswaarden uit hersenmonsters van patiënten zijn momenteel niet haalbaar, om de hierboven genoemde toxiciteitsredenen. Een goed uitgevoerde casus toont vandaag vitrificatie en behoud van ultrastructuur aan, maar doorgaans geen levensvatbaarheid.
Blootstellingsmaten: wat de patiënt heeft doorstaan
S-MIX is een gestandaardiseerde maat voor ischemische belasting. Deze maat zet de temperatuur- en circulatiegeschiedenis van een casus om in equivalente minuten ischemie bij normale lichaamstemperatuur, waarbij warme ischemie zwaarder meetelt dan koude ischemie. De op het patiëntgewicht genormaliseerde initiële koelsnelheid is de andere maat. Deze maten maken casussen vergelijkbaar en bieden een basis om de effecten van protocolwijzigingen te beoordelen. Ze beschrijven de omstandigheden waaronder een preservatie plaatsvond. Ze meten niet wat het resultaat van de preservatie is.
Wat Tomorrow.bio meet
Bij elke casus voeren we een CT-scan uit, zodat de mate van vitrificatie wordt vastgesteld in plaats van verondersteld. We hebben meer patiënten met CT gescand en van meer patiënten resultaten gepubliceerd dan enige andere cryopreservatieorganisatie. De afzonderlijke casusrapporten zijn openbaar beschikbaar. Elektronenmicroscopie vereist expliciete toestemming voor het afnemen van hersenweefselmonsters. Daarom wordt deze methode alleen toegepast wanneer een lid daarvoor toestemming heeft gegeven; dat is tot nu toe bij één casus gebeurd.
Dat onderscheid is belangrijk bij het beoordelen van kwaliteitsclaims van welke organisatie dan ook: een CT-scan laat zien of er ijs is gevormd, en alleen elektronenmicroscopie laat zien wat er met de synapsen is gebeurd.
Wie dit werk uitvoert
21st Century Medicine leverde het resultaat met de konijnennier, de aldehydegestabiliseerde cryopreservatie, het qv*-framework, M22 en de synthetische ijsremmers. Een groot deel van de cryoprotectantchemie die vandaag wordt toegepast, is daar ontwikkeld.
De groep van Alexander German aan Erlangen-Neurenberg verrichtte het hierboven beschreven werk over functioneel herstel. German is klinisch onderzoeker in de moleculaire neurologie en medeoprichter van Hiber, dat werkt aan structureel hersenbehoud.
Advanced Neural Biosciences, in 2008 opgericht door Aschwin de Wolf en Chana Phaedra, is een van de weinige instituten die specifiek gewijd zijn aan hersencryobiologie. Het richt zich op vitrificatieoplossingen met lage toxiciteit, lage viscositeit en goede penetratie door de bloed-hersenbarrière, en bestudeert het no-reflow-probleem, waarbij weefsel na een vertraging niet meer doorbloed raakt. De Wolf is medeauteur van de standaardreferentie die in dit artikel wordt aangehaald.
Onderzoek naar orgaanpreservatie levert methoden op die ook voor cryonica relevant kunnen zijn. Het onderzoek naar nano-opwarming uit Minnesota kwam voort uit die gemeenschap, niet uit de cryonicawereld zelf.
Connectomica bepaalt mede wat het behoud van hersenstructuur uiteindelijk zou kunnen betekenen. In 2025 publiceerde het MICrONS-consortium een kubieke millimeter visuele cortex van een muis met ongeveer 200.000 cellen en 523 miljoen synapsen, het resultaat van jarenlange samenwerking binnen een internationaal consortium. Dat is een klein volume uit een klein brein, maar het omvat meer synapsen dan tien jaar geleden in de praktijk in kaart te brengen waren.
De Brain Preservation Foundation voert zelf geen preservaties uit, maar speelt wel een belangrijke rol bij de beoordeling door prijzen uit te schrijven met gepubliceerde criteria en onafhankelijke verificatie met elektronenmicroscopie.
Tomorrow.bio en de European Biostasis Foundation richten zich op de praktische uitvoering: standby- en stabilisatieprotocollen, perfusieapparatuur, logistiek om een patiënt tijdig te bereiken en langetermijnopslag in de EBF-opslagfaciliteit in Rafz, Zwitserland. Daar wordt het eerste Dewarvat voor opslag bij tussentemperatuur op menselijke schaal getest. Een tweede laboratorium wordt gebouwd in Berlijn. De meeste resultaten op deze pagina komen van andere groepen.
Een overzichtsartikel uit 2024 over structureel hersenbehoud zet de argumentatie en de onzekerheden uiteen in een peer-reviewed tijdschrift. Onder de auteurs bevindt zich Aschwin de Wolf.
Wat zou als bewijs tegen deze aanpak gelden
Drie resultaten zouden deze benadering ernstig verzwakken, en elk daarvan is precies het soort resultaat dat het huidige onderzoeksprogramma zou kunnen opleveren.
Als blijkt dat cryoprotectant niet door een intacte bloed-hersenbarrière in een volledig brein kan worden toegediend, blijven resultaten met weefselplakjes interessant, maar zijn zij niet meer rechtstreeks relevant. Als blijkt dat huidige protocollen de synaptische ultrastructuur routinematig vernietigen in plaats van beschadigen, houdt de kernclaim geen stand. Als het langetermijngeheugen in belangrijke mate afhankelijk blijkt van voortdurende elektrische activiteit in plaats van bewaarde structuur, dan bewaart preservatie mogelijk niet wat essentieel is.
Geen van deze drie bezwaren is tot dusver bevestigd; het beschikbare bewijs wijst vooralsnog in de andere richting. Het blijven wel de vragen die het volgen waard zijn.
Waarom deze onderzoeksrichting ertoe doet
Niets hiervan verandert het standpunt dat opwekking momenteel niet mogelijk is. Wel neemt de precisie van preservatie toe. Die precisie bepaalt in belangrijke mate in welke toestand het weefsel verkeert waarmee een toekomstige technologie zou moeten werken. Vier onderzoeksterreinen pakken elk een ander deel van het probleem aan: de cryobiologie, de orgaanpreservatie, de connectomica en de klinische geneeskunde. Resultaten en methoden worden tussen deze disciplines uitgewisseld. Mogelijke routes die hieruit voortkomen, worden beschreven in hoe we opwekking zouden kunnen bereiken.
Kort samengevat: onderzoek leidt tot betere cryoprotectanten, orgaanpreservatie, methoden om hersenstructuur te meten en opwarmmethoden. Deze vooruitgang kan de kwaliteit van preservatie verbeteren, maar heeft opwekking van mensen nog niet mogelijk gemaakt.
Ontdek dit praktische hulpmiddel
Gebruik het interactieve hulpmiddel om de vraag in dit artikel te onderzoeken.
De interactieve tool wordt geladen...
Meer lezen