Die Diskussion über Kryonik dreht sich oft um eine einzige große Frage: Kann ein Mensch nach der Kryokonservierung wiederbelebt werden?
Die Frage ist emotional nachvollziehbar, hilft aber bei der technischen Beurteilung wenig weiter.
Sie verdichtet eine ganze Kette aus biologischen, logistischen und institutionellen Problemen zu einem einzigen Ja oder Nein.
Ein Ingenieur setzt woanders an.
Welche Voraussetzungen müssen in jeder Phase erfüllt sein? Was lässt sich messen? Welche Fehler lassen sich beheben, und welche zerstören Informationen, die sich auch mit künftigen Verfahren nicht wiederherstellen ließen?
Diese Denkweise beweist nicht, dass eine Wiederbelebung funktionieren wird. Sie hilft aber zu erkennen, woran eine Wiederbelebung scheitern könnte.
Das Problem in kleinere Teile zerlegen
Die Kryokonservierung beginnt bereits, bevor der Patient die Einrichtung zur Langzeitlagerung erreicht.
Das Team muss rechtzeitig verständigt werden, benötigt die erforderliche rechtliche Freigabe und Zugang zum Patienten und muss dessen Transport organisieren können.
Nach dem Kreislaufstillstand und der rechtlich vorgeschriebenen Feststellung des Todes können die Maßnahmen zur Kryokonservierung beginnen. Die Sauerstoffversorgung bricht ab, der Stoffwechsel wird gestört, und in den Zellen setzen verschiedene Schädigungsprozesse ein.
Kühlung verlangsamt diesen Prozess, stellt aber weder den Kreislauf wieder her noch verteilt sie die kryoprotektive Lösung.
Bei der Perfusion muss die Lösung über ein Gefäßsystem ins Gewebe gelangen, dessen Gefäße krankheitsbedingt bereits geschädigt, verschlossen oder anderweitig verändert sein können.
Die Lösung muss im Gewebe eine wirksame Konzentration erreichen, ohne es durch osmotischen Stress oder toxische Wirkungen zu stark zu schädigen.
Anschließend muss der Körper des Patienten bis unter die Glasübergangstemperatur abgekühlt werden, ohne dass sich zu viel Eis bildet oder zu starke thermische Spannungen auftreten.
Die Lagerbedingungen müssen auf unbestimmte Zeit stabil gehalten werden. Die für den Patienten zuständige Institution muss finanziert, geführt und funktionsfähig bleiben.
Für eine hypothetische Wiederbelebung wären weitere Schritte nötig: kontrollierte Erwärmung, Entfernung der Kryoprotektiva, Behebung der Schäden, Wiederherstellung der Körperfunktionen und Rehabilitation.
Kein einzelnes Experiment kann all diese Fragen beantworten.
Der ingenieurwissenschaftliche Ansatz macht das Problem nicht einfacher. Sein Wert liegt darin, Fehler konkret zu benennen.
Konkrete Fehler lassen sich untersuchen.
Wie gut die Erstversorgung gelingt, lässt sich anhand der dokumentierten Fallverläufe und der S-MIX-Metrik beurteilen.
Die Verteilung der Kryoprotektiva lässt sich aus Perfusionsdaten und CT-Messungen abschätzen. Die Kühlung lässt sich anhand von Temperaturverläufen bewerten statt anhand einer nachträglich verfassten Beschreibung des Falls.
Im Rahmen von Forschungsprojekten lässt sich die Ultrastruktur des Gehirns elektronenmikroskopisch untersuchen, sofern die erforderliche Einwilligung vorliegt. Bei der Langzeitlagerung lassen sich der Stickstoffverbrauch, die Alarmsysteme, die Dokumentation und die organisatorische Trennung der beteiligten Institutionen prüfen.
Deshalb behandelt der Codex Ischämie, Perfusion und Abkühlung als unterschiedliche Probleme.
Wer all diese Schritte unter „das Verfahren“ zusammenfasst, verdeckt Unterschiede, die für gezielte Verbesserungen entscheidend sind.
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Fortschritt setzt keine Wiederbelebung von Menschen voraus
Es gibt gute Gründe, zwei entgegengesetzte Irrtümer zu vermeiden.
Der erste besteht darin, jedes Ergebnis zu verwerfen, weil noch kein Mensch wiederbelebt wurde. Der zweite besteht darin, Fortschritte bei einem Teilschritt als Beleg dafür zu werten, dass das gesamte Vorhaben gelingen kann.
Beides verhindert eine differenzierte Beurteilung.
2019 gelang es Forschern in der BrainEx-Studie, in isolierten Schweinehirnen vier Stunden nach dem Tod die Mikrozirkulation und einige molekulare und zelluläre Funktionen wiederherzustellen.
Die Forscher beobachteten erhaltene Zellarchitektur, aktiven Stoffwechsel und spontane synaptische Aktivität. Eine mit Bewusstsein verbundene globale elektrische Aktivität beobachteten sie nicht.
Das BrainEx-Ergebnis stellte die vereinfachte Vorstellung infrage, dass innerhalb weniger Minuten sämtliche Hirnzellen irreversibel geschädigt werden.
Die Studie lieferte keinen Nachweis für die Wiederherstellung von Bewusstsein und untersuchte auch keine Kryokonservierung.
Die OrganEx-Studie führte diese Forschungsarbeiten 2022 weiter. Nach einer Stunde warmer Ischämie bei Schweinen stellte das System ausgewählte zelluläre Prozesse wieder her und verringerte den Zelltod in mehreren Organen.
Auch die OrganEx-Studie betraf die zelluläre Erholung nach Ischämie. Eine Wiederbelebung des gesamten Körpers gelang dabei nicht.
2023 gab es bei einem weiteren Teilschritt Fortschritte.
Forscher vitrifizierten Rattennieren, lagerten sie bis zu 100 Tage, erwärmten sie mithilfe von Nanopartikeln und transplantierten sie anschließend in Ratten, denen zuvor die eigenen Nieren entfernt worden waren.
Die transplantierten Organe hielten die Tiere am Leben. Die Nierenfunktion erholte sich in den folgenden Wochen.
Die Studie zur Nanoerwärmung ist wichtig, weil die Wiedererwärmung eines der größten Hindernisse bei der Organkonservierung ist.
Untersucht wurden allerdings Rattennieren.
Ein menschliches Gehirn ist größer und heterogener aufgebaut; zudem stellt sich hier die Frage, ob Gedächtnis und Identität erhalten bleiben. Bei einem ganzen menschlichen Körper gelten andere Bedingungen für die Wärmeübertragung und die Perfusion.
Die Übertragung auf größere Organe und Körper ist keine Nebensache. Sie verändert das Problem.
Trotzdem zählen diese Ergebnisse. Statt pauschal zu behaupten, biologische Strukturen könnten sich nicht erholen, lässt sich nun genauer fragen, unter welchen Bedingungen, mit welchen Methoden und bei welcher Größe eine Erholung möglich ist.
Reparatur braucht erhaltene Information
Angenommen, die Medizin könnte künftig selbst schwere Zellschäden beheben.
Auch dann müsste bekannt sein, welcher Zustand wiederhergestellt werden soll.
Ist ein Blutgefäß gerissen, kann die umgebende Struktur zeigen, was wohin gehört. Sind die synaptischen Verbindungen zerstört, fehlt womöglich die Information, die für ihre Wiederherstellung nötig wäre.
Das ist der Unterschied zwischen Schaden und Informationsverlust.
Ein beschädigtes Buch lässt sich restaurieren, solange die Buchstaben lesbar bleiben. Eine zu Asche gewordene Seite wird nicht lesbar, nur weil die Restauratorin über bessere Werkzeuge verfügt.
Die Analogie hat Grenzen, doch die Frage ist konkret: Erhält die heutige Konservierung genügend von den biologischen Strukturen, auf denen Gedächtnis und Persönlichkeit beruhen?
Die Wissenschaft kennt die vollständige Antwort noch nicht.
Erinnerungen sind nicht als einfache Datei an einem einzigen Ort gespeichert. Die synaptische Verschaltung spielt eine Rolle, möglicherweise aber auch die Stärke der synaptischen Verbindungen, molekulare Zustände, die Form der Zellen und weitere biologische Merkmale.
Der Artikel „Gedächtnis, Identität und das Gehirn“ geht auf diese offenen Fragen ein.
Diese Unsicherheit hat Folgen dafür, wie die Qualität der Konservierung beurteilt werden sollte.
Eine gute Metrik muss mehr zeigen als die Tatsache, dass der Patient kalt wird. Sie sollte anhand indirekter Messgrößen erfassen, wie gut die Strukturen auf verschiedenen Ebenen erhalten sind.
Das bedeutet, Fallverläufe, physiologische Daten, die Verteilung der Kryoprotektiva, Bildgebung und, wo ethisch und praktisch möglich, Mikroskopie zu kombinieren.
Keine einzelne Messung kann bestätigen, dass alle für die Wiederbelebung eines Menschen erforderlichen Strukturen erhalten sind.
Auch wenn jede Messung für sich begrenzt aussagekräftig ist, können mehrere Messungen zusammen dennoch Schwächen eines Verfahrens aufzeigen und Verbesserungen ermöglichen.
Der ingenieurwissenschaftliche Ansatz unterscheidet zudem zwischen grundsätzlichen Grenzen und Fehlern bei der Durchführung.
Erreicht das Kryoprotektivum einen Gewebebereich nicht, kann das an einem Gefäßverschluss, zu geringem Druck, einer fehlerhaft platzierten Kanüle oder einem für größere Gewebevolumina ungeeigneten Verfahren liegen.
Je nach Ursache sind andere Maßnahmen erforderlich.
Eine physikalische Grenze besagt, dass das Ziel unter den gegebenen Bedingungen nicht erreichbar ist. Bei einem Durchführungsfehler wurde das Ziel in diesem Versuch wegen eines Fehlers bei der Umsetzung verfehlt.
Wer beides verwechselt, kann die Erfolgsaussichten sowohl überbewerten als auch vorschnell verwerfen.
Ein erfolgreiches Experiment an einem kleinen Organ belegt nicht, dass sich das Verfahren auf menschliche Organe oder den gesamten menschlichen Körper übertragen lässt. Eine unter Praxisbedingungen misslungene Kryokonservierung belegt nicht, dass sie auch unter besser kontrollierten Bedingungen scheitern müsste.
Wie weit sich die Ergebnisse verallgemeinern lassen, hängt von der Spezies, dem untersuchten Organ, der Temperatur, der Zeit bis zum Beginn der Maßnahmen, der verwendeten Lösung, der Messmethode und dem gewählten Endpunkt ab.
Wer diese Einschränkungen ernst nimmt, wird Fortschritte vorsichtiger verkünden, dafür aber wesentlich glaubwürdiger.
Die Institution ist Teil des ingenieurwissenschaftlichen Problems
Selbst ein technisch exzellentes Verfahren kann an einer Institution scheitern, die versagt.
Die langfristige Lagerung muss deshalb Teil der ingenieurwissenschaftlichen Betrachtung sein und darf nicht als rein wirtschaftliche Vorfrage behandelt werden.
Wer trägt rechtlich die Verantwortung für den Patienten? Ist das Kapital für die Patientenversorgung von den Finanzen des Betreiberunternehmens getrennt? Sind Konten und Führungsstrukturen einsehbar?
Lässt sich die Lagerung auch bei einem Stromausfall, einem Personalwechsel, Lieferproblemen oder einer Insolvenz aufrechterhalten?
In jeder Institution können Fehler auftreten.
Entscheidend ist, ob mögliche Fehlerquellen erkannt wurden, ob sich ihre Auswirkungen möglichst begrenzen lassen und ob für den Ernstfall Maßnahmen vorgesehen sind, die nicht vom außergewöhnlichen Einsatz einer einzelnen Person abhängen.
Die Strukturen, die Tomorrow.bio, die Patient Care Foundation und die European Biostasis Foundation nutzen, werden im Tomorrow.bio-Ökosystem erklärt.
Diese Organisationsstruktur zeigt, dass entsprechende Vorkehrungen getroffen wurden. Sie garantiert jedoch nicht, dass die Lagerung über Jahrhunderte hinweg aufrechterhalten werden kann.
Derselbe Maßstab sollte für jeden Teil der Biostase gelten.
Dazu muss man das Ziel festlegen, die Ausgangsdaten erfassen und den tatsächlichen Verlauf messen. Die Ergebnisse müssen so detailliert veröffentlicht werden, dass eine kritische Prüfung möglich ist. Auf dieser Grundlage lässt sich der schwächste Teil des Verfahrens verbessern.
Dabei muss stets klar bleiben: Nichts davon belegt, dass eine Wiederbelebung möglich ist.
In den Aufklärungsunterlagen von Tomorrow.bio zur informierten Einwilligung wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Wiederbelebung möglicherweise niemals möglich sein wird.
Ingenieurwissenschaft beseitigt diese Unsicherheit nicht.
Sie hält uns dazu an, trotz dieser Unsicherheit weiter zu messen.
Kurz gesagt: Biostase ist eine Kette einzelner technischer und institutioneller Probleme. Ingenieurwissenschaft kann jedes Glied messen und verbessern, doch Fortschritt bei einzelnen Gliedern beweist nicht, dass eine Wiederbelebung von Menschen jemals möglich wird.
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