Co dzieje się z naszym mózgiem, gdy umieramy?

Neurobiolożka Jimo Borjigin była zaskoczona, gdy odkryła, że wiemy „prawie nic" o tym, co dzieje się w mózgu w chwili śmierci, mimo że „umieranie jest nieodłączną częścią życia".

Odkrycia dokonała około dekadę temu – zupełnie przypadkiem.

„Przeprowadzaliśmy eksperymenty na szczurach, obserwując aktywność neurochemiczną w ich mózgach po operacji," mówi w rozmowie z BBC News Mundo.

Nagle dwa z nich zdechły. To pozwoliło jej zespołowi przyjrzeć się temu, jak umiera mózg.

„U jednego ze szczurów nastąpiło ogromne uwolnienie serotoniny. Zastanawiałam się, czy to dlatego, że miał halucynacje? Serotonina jest przecież powiązana z halucynacjami," wyjaśnia.

Widok eksplozji serotoniny – substancji regulującej nastrój – rozbudził jej ciekawość.

„W weekend zaczęłam przeglądać literaturę, myśląc, że musi istnieć jakieś wyjaśnienie. Byłam zaskoczona, gdy odkryłam, jak mało wiemy o procesie umierania".

Od tamtej pory dr Borjigin, profesor nadzwyczajna fizjologii molekularnej i integracyjnej oraz neurologii na Uniwersytecie Michigan, poświęciła się badaniu tego, co dzieje się w mózgu w chwili śmierci.

A to, co odkryła – jak mówi – podważa dotychczasowe założenia.

Definicja śmierci

Dr Borjigin wyjaśnia, że przez lata, jeśli po zatrzymaniu krążenia ktoś nie miał pulsu, uznawano go za klinicznie martwego.

W tym procesie cała uwaga skupia się na sercu: „Nazywa się to zatrzymaniem krążenia, ale nikt nie mówi o zatrzymaniu pracy mózgu.

Z naukowego punktu widzenia wygląda to tak, jakby mózg nie działał, bo nie wykonuje żadnej reakcji: ci ludzie nie mogą mówić, wstać ani usiąść."

Mózg potrzebuje dużo tlenu, by funkcjonować. Jeśli serce nie pompuje krwi, tlen do niego nie dociera.

„Wszystkie powierzchowne oznaki wskazują więc, że mózg przestał działać albo przynajmniej jest mało aktywny", tłumaczy.

Jednak badania jej zespołu pokazują coś zupełnie innego.

Mózg pracuje na najwyższych obrotach

W badaniu na szczurach z 2013 r. zaobserwowano intensywną aktywność kilku neuroprzekaźników po zatrzymaniu pracy serca zwierząt.

„Poziom serotoniny wzrósł 60-krotnie, a dopaminy – substancji wywołującej poczucie przyjemności – aż 40- do 60-krotnie.

Noradrenalina, która odpowiada za stan czujności, wzrosła około 100-krotnie."

Dr Borjigin dodaje, że tak wysokich poziomów nie da się zaobserwować, gdy zwierzę żyje.

W 2015 r. jej zespół opublikował kolejne badanie dotyczące mózgów umierających szczurów.

„W obu przypadkach u 100% zwierząt wystąpiła ogromna, pełna aktywacja funkcjonalna mózgu", mówi.

„Mózg działa na pełnych obrotach, jest w stanie hiperaktywności."

Fale gamma

W 2023 r. zespół dr Borjigin opublikował badanie, w którym skupił się na czterech pacjentach w śpiączce, podłączonych do aparatury podtrzymującej życie i wyposażonych w elektrody EEG monitorujące aktywność mózgu.

Ci czterej ludzie byli w stanie umierania. Lekarze i rodziny uznali, że „nie ma już dla nich ratunku, więc zdecydowali się pozwolić im odejść."

Za zgodą bliskich odłączono respiratory, które utrzymywały ich przy życiu.

Badacze odkryli wtedy, że u dwóch pacjentów mózg był silnie pobudzony, co wskazuje na obecność funkcji poznawczych.

Wykryto także fale gamma – najszybsze fale mózgowe. Fale gamma biorą udział w złożonym przetwarzaniu informacji i pamięci.

U jednego z pacjentów odnotowano wysoką aktywność w płatach skroniowych po obu stronach mózgu.

Dr Borjigin podkreśla, że prawa okolica skroniowo-ciemieniowa jest uznawana za bardzo ważną dla empatii:

„Wielu pacjentów, którzy przeżyli zatrzymanie krążenia i doświadczyli stanu bliskiego śmierci, twierdzi, że to doświadczenie uczyniło ich lepszymi ludźmi – bardziej empatycznymi wobec innych."

Bliskie doświadczenia śmierci

Niektórzy ludzie, którzy przeżyli doświadczenia bliskie śmierci, mówią, że widzieli całe swoje życie przemykające im przed oczami albo przypominali sobie kluczowe momenty.

Wielu opowiada o intensywnym świetle, inni opisują doświadczenie wyjścia poza własne ciało i patrzenie na siebie z góry.

Czy hiperaktywny mózg, który dr Borjigin zaobserwowała w swoich badaniach, może wyjaśniać, dlaczego niektórzy ludzie mają tak silne przeżycia na granicy życia i śmierci?

„Tak, myślę, że tak", mówi.

„Co najmniej 20–25% osób, które przeżyły zatrzymanie krążenia, twierdzi, że widziało białe światło lub jakieś obrazy, co sugeruje, że kora wzrokowa jest aktywna."

W przypadku dwóch pacjentów, u których po odłączeniu respiratorów zaobserwowano wysoką aktywność mózgu, badaczka mówi, że ich kora wzrokowa (odpowiedzialna za świadome widzenie) wykazywała intensywną aktywację, „co potencjalnie koreluje z tym wizualnym doświadczeniem."

Nowe spojrzenie

Dr Borjigin przyznaje, że jej badanie na ludziach jest bardzo małe i potrzeba więcej analiz, by zrozumieć, co dzieje się w mózgu w chwili umierania.

Jednak po ponad 10 latach pracy w tym obszarze jedno jest dla niej jasne: „Myślę, że zamiast być hipoaktywny, mózg jest hiperaktywny podczas zatrzymania krążenia".

Ale co dzieje się z mózgiem, gdy organ uświadamia sobie, że brakuje mu tlenu?

„Próbujemy to zrozumieć. W literaturze jest na ten temat bardzo niewiele. Tak naprawdę nic nie wiadomo", mówi.

Wspomina o hibernacji i dodaje, że ma hipotezę: jako zwierzęta – przynajmniej szczury i ludzie – mamy wrodzony mechanizm radzenia sobie z brakiem tlenu.

„Do tej pory uważano, że mózg jest tylko biernym obserwatorem zatrzymania krążenia: gdy serce przestaje bić, mózg po prostu umiera. Tak brzmi obecne przekonanie – mózg nie potrafi sobie z tym poradzić i po prostu się wyłącza."

Ale badaczka podkreśla, że nie wiemy tego na pewno.

Jej zdaniem mózg nie poddaje się tak łatwo. Tak jak w innych kryzysowych sytuacjach, walczy:

„Hibernacja jest jednym z najlepszych przykładów pokazujących, że mózg ma mechanizmy, które mogą pomóc przetrwać brak tlenu. Ale to wciąż wymaga zbadania."

Wciąż jest wiele do odkrycia

Dr Borjigin uważa, że to, co ona i jej zespół odkryli w swoich badaniach, to zaledwie wierzchołek ogromnej góry lodowej – wciąż jest mnóstwo do odkrycia:

„Wierzę, że mózg ma wrodzone mechanizmy radzenia sobie z hipoksją [czyli niedoborem tlenu], których jeszcze nie rozumiemy.

Na powierzchownym poziomie wiemy, że osoby po zatrzymaniu krążenia mają niezwykłe, subiektywne doświadczenia, a nasze dane pokazują, że są one związane ze wzmożoną aktywnością mózgu.

Teraz pytanie brzmi: dlaczego umierający mózg staje się tak aktywny?

Musimy połączyć siły, by to zrozumieć, zbadać, odkryć – bo być może stawiamy przedwczesną diagnozę śmierci milionom ludzi, skoro nie znamy mechanizmu umierania."

Ten tekst został napisany i sprawdzony przez dziennikarzy BBC. Przy tłumaczeniu zostały użyte narzędzia AI, jako część projektu pilotażowego.

Edycja: Nicole Frydrych