Bij cryonica beheersen we vooralsnog alleen het cryopreserveren van een mens. Het veilig ongedaan maken van die cryopreservatie beheersen we nog niet.
"We kunnen het nog niet omkeren" kan verschillende dingen betekenen, en sommige problemen zijn beter oplosbaar dan andere. Dit artikel bouwt technisch voort op het artikel over waarom opwekking nu nog niet mogelijk is.
Opwarmen is het gevaarlijkst
De eerste verrassing is dat afkoelen de makkelijke helft is. Bij opwarmen gaat het mis.
Afkoelen kan langzaam en zorgvuldig gebeuren. Opwarmen moet snel gebeuren, want bij traag opwarmen kan zich opnieuw ijs vormen.
Een gevitrificeerd preparaat moet bij het opwarmen opnieuw door een temperatuurbereik waarin de glasachtige toestand gedeeltelijk kan kristalliseren.
Dat proces heet devitrificatie, en het maakt precies ongedaan wat vitrificatie heeft bereikt.
IJs is niet het enige risico tijdens het opwarmen. Ongelijkmatig opwarmen veroorzaakt thermische spanningen, waardoor de glasachtige toestand kan barsten.
Een opwarmmethode moet dus twee problemen tegelijk aanpakken, waarbij een oplossing voor het ene probleem het andere vaak verergert.
Voor een enkele cel is dit te overzien. Een enkele cel warmt in minder dan een minuut op in een waterbad, omdat het hele volume vrijwel gelijktijdig opwarmt.
Op grotere schaal verandert het probleem volledig. Een groot object warmt niet gelijkmatig op: de buitenkant warmt sneller op dan de binnenkant, en verschillende weefsels warmen met verschillende snelheden op.
Wanneer een gebied langzamer opwarmt, kan het opnieuw in het temperatuurbereik voor ijsvorming terechtkomen terwijl de omliggende delen al veilig zijn.
Het gaat dus niet alleen om snelheid. Het hele volume moet snel én gelijkmatig opwarmen, en juist die gelijkmatige opwarming is het lastigst.
Er worden twee benaderingen onderzocht. De ene maakt gebruik van hoogintensief gefocust ultrageluid, een methode die is toegepast bij een aaltje dat na opwarming weer tot leven kwam.
De andere methode is nanowarming: weefsel wordt voorzien van magnetische nanodeeltjes die in een wisselend magnetisch veld worden verhit, zodat de warmte van binnenuit en gelijkmatig wordt opgewekt.
Alle onderzochte methoden zijn tot dusver alleen bij kleine preparaten gedemonstreerd. De stap van klein naar mens is geen kwestie van een grotere machine bouwen.
De toxiciteit moet er weer uit
Er is een diepere reden waarom opwarmen moeilijk is, en die is chemisch, niet thermisch.
De cryoprotectanten die cryopreservatie mogelijk maken, zijn bij cryogene temperaturen veel minder schadelijk, omdat chemische processen dan vrijwel stilliggen.
Zodra de temperatuur stijgt, worden ze giftig. Het uitspoelen ervan is dus net zo tijdgevoelig als het opwarmen.
De stoffen moeten tijdens het opwarmen snel en volledig uit het hele lichaam worden verwijderd, voordat zij weefsel kunnen beschadigen.
Die twee eisen werken tegen elkaar in. Snel opwarmen laat minder tijd voor verwijdering, terwijl trager opwarmen de kans op ijsvorming vergroot.
Ook de schaalgrootte maakt dit moeilijker. Het uitspoelen van deze stoffen vereist dat vloeistof door een vaatnetwerk stroomt dat jarenlang aan cryogene temperaturen is blootgesteld.
Er bestaat momenteel geen techniek die beide processen op menselijke schaal beheerst. Het is een van de centrale onopgeloste problemen van het vakgebied, en het is ook de reden waarom een levend persoon niet kan worden gepreserveerd.
De toxiciteit bij de bron verminderen is de andere aanpak. Dat is een langdurige onderzoeksrichting, geen opgelost probleem. Zie ook het artikel over het vakgebied verder brengen.
Het oorspronkelijke probleem blijft bestaan
Stel dat het opwarmen en de ontgifting perfect zouden verlopen. Dan zou er nog altijd een patiënt zijn met de ziekte of verwonding die ertoe heeft geleid dat die persoon juridisch dood is verklaard.
Daar komen ischemische schade en de schade door cryopreservatie nog bij.
Volledig herstel vereist herstel van al die schade. Daarom gaan serieuze beschouwingen over opwekking uit van technologieën die nog niet bestaan.
Dit punt blijft vaak buiten beeld wanneer mensen zich voorstellen dat opwekking mogelijk wordt. Opwarmen krijgt veel aandacht omdat het spectaculair klinkt, maar het genezen van de oorspronkelijke ziekte is nog moeilijker.
Een patiënt die na uitgezaaide kanker is cryopreserveerd, heeft genezing van die kanker nodig, niet alleen herstel van de schade door lage temperaturen. Van deze twee opgaven is het herstellen van cryopreservatieschade de minst moeilijke.
De meest gedetailleerde routekaart is te vinden in Robert Freitas' Cryostasis Revival. Die schetst twee brede routes.
De conventionele route brengt de gevitrificeerde structuur in kaart, verwijdert vervolgens de cryoprotectanten en gebruikt moleculaire machines om het weefsel tijdens het opwarmen te herstellen.
De radicalere route, moleculaire reconstructie, brengt de hersenen atoom voor atoom in kaart en bouwt de hersenen vervolgens op basis van die kaart opnieuw op.
Beide routes vereisen technologieën die nog niet bestaan en zijn sterk afhankelijk van verwachte ontwikkelingen in de nanotechnologie. Een breder overzicht is te vinden in het artikel hoe we opwekking zouden kunnen bereiken.
Wat er werkelijk is gedaan, en op welke schaal
Het zou onjuist zijn te suggereren dat de omkering van cryopreservatie op elke schaal puur hypothetisch is. Voor sommige deelproblemen bestaan al oplossingen, en het is belangrijk om precies te benoemen welke.
Een konijnennier is gevitrificeerd, opgewarmd en getransplanteerd, en bleek daarna te functioneren. Dat was een volledige cyclus bij een intact orgaan, gerapporteerd in 2009.
In 2023 werd dezelfde volledige cyclus met nanowarming uitgevoerd. Rattennieren werden gevitrificeerd, tot 100 dagen cryogeen opgeslagen, van binnenuit opgewarmd en getransplanteerd in ontvangers die uitsluitend dankzij die nier in leven bleven.
Onderzoek naar hersenweefsel heeft functioneel herstel na vitrificatie aangetoond. Recente publicaties hierover zijn te vinden in het betreffende onderzoeksoverzicht.
Organen vormen een logische volgende onderzoeksstap, omdat zij een vaatstructuur hebben. Nanowarming vereist dat deeltjes via bloedvaten worden verspreid. Organen hebben zo'n vaatstructuur, maar een weefselblok niet.
Daarbij hoort wel een belangrijke kanttekening. Een rattennier is ongeveer zo groot als een druif en heeft één taak.
Het menselijk brein is veel groter en aanzienlijk complexer. Bovendien moet niet alleen de filtratiefunctie worden hersteld, maar ook de hersenstructuur waarin iemands herinneringen en persoonlijkheid zijn vastgelegd.
De kloof zit in de schaalgrootte, de complexiteit en de noodzaak om ook de onderliggende ziekte of verwonding te behandelen.
De resultaten laten zien dat opschaling op termijn misschien denkbaar is, maar nog steeds uiterst moeilijk blijft. Ze bieden geen basis voor een tijdschema.
In het kort: Omkeerbare cryopreservatie van een mens vereist veilig opwarmen, verwijdering van cryoprotectanten en herstel van preservatieschade en van de oorspronkelijke ziekte. Deze mogelijkheden bestaan momenteel niet op de schaal van een volledig menselijk lichaam.
Ontdek dit praktische hulpmiddel
Gebruik het interactieve hulpmiddel om de vraag in dit artikel te onderzoeken.
Interactieve tool wordt geladen...
Meer lezen