Einen Menschen zu konservieren ist der Teil der Kryonik, den wir beherrschen. Die Konservierung rückgängig zu machen, beherrschen wir dagegen nicht.
Hinter der Aussage „Wir können die Konservierung noch nicht rückgängig machen“ stehen mehrere unterschiedliche Probleme, bei deren Lösung die Forschung unterschiedlich weit ist. Dieser Artikel ergänzt den Beitrag „Warum ist Wiederbelebung derzeit nicht möglich?“ um die technischen Hintergründe.
Die Risiken beim Erwärmen
Die erste Überraschung: Kühlen ist der leichte Teil. Beim Erwärmen können Schäden entstehen.
Das Abkühlen kann langsam und kontrolliert erfolgen. Das Erwärmen muss dagegen schnell erfolgen, weil sich sonst noch Eis bilden kann.
Beim Erwärmen durchläuft eine vitrifizierte Probe erneut einen Temperaturbereich, in dem die glasartige Struktur teilweise auskristallisieren kann.
Dieser Vorgang heißt Devitrifikation, und er macht genau das rückgängig, was die Vitrifikation erreicht hat.
Beim Erwärmen drohen neben der Eisbildung weitere Schäden. Ungleichmäßiges Erwärmen erzeugt thermische Spannungen, die in der glasartig erstarrten Probe Risse verursachen können.
Ein Erwärmungsverfahren muss also sowohl Eisbildung als auch thermische Spannungen vermeiden; Maßnahmen gegen das eine Problem verschärfen jedoch meist das andere.
Bei einer einzelnen Zelle ist das beherrschbar. Eine Zelle erwärmt sich in einem warmen Bad in weniger als einer Minute, und das gesamte Volumen erwärmt sich dabei gleichzeitig.
Mit der Größe ändert sich das Problem grundlegend. Ein großes Objekt erwärmt sich nicht gleichmäßig: Die Außenseite erwärmt sich schneller als das Innere, und unterschiedliche Gewebe erwärmen sich unterschiedlich schnell.
Bereiche, die sich langsamer erwärmen, können noch im Temperaturbereich der Eisbildung liegen, während benachbarte Bereiche bereits höhere Temperaturen erreicht haben.
Es geht also nicht nur um Geschwindigkeit. Das gesamte Volumen muss schnell und gleichmäßig erwärmt werden, und Gleichmäßigkeit ist der schwierigere Teil.
Zwei Ansätze werden derzeit verfolgt. Ein Ansatz nutzt hochintensiven fokussierten Ultraschall; damit wurde bereits ein Fadenwurm erwärmt und wiederbelebt.
Der andere Ansatz ist das Nanowarming: Dabei wird Gewebe mit magnetischen Nanopartikeln versetzt, die durch ein wechselndes Magnetfeld von innen erwärmt werden, sodass die Wärme überall gleichzeitig entsteht.
Alle untersuchten Verfahren wurden bisher nur an kleinen Proben, Organen oder Organismen erprobt. Um diese Verfahren auf den Menschen zu übertragen, reicht eine größere Apparatur nicht aus.
Die Kryoprotektiva müssen wieder entfernt werden
Ein weiteres grundlegendes Problem beim Erwärmen sind die chemischen Eigenschaften der Kryoprotektiva.
Die Kryoprotektiva, die die Konservierung erst ermöglichen, sind bei kryogenen Temperaturen kaum toxisch, weil chemische Reaktionen dort äußerst langsam ablaufen.
Sobald es wärmer wird, werden sie toxisch. Auch beim Auswaschen drängt daher die Zeit.
Die Mittel müssen während des Erwärmens im gesamten Körper rasch, möglichst vollständig und gleichmäßig entfernt werden, bevor sie das Gewebe schädigen.
Die Anforderungen an das Erwärmen und das Auswaschen stehen im Widerspruch zueinander. Bei schnellem Erwärmen bleibt weniger Zeit, die Kryoprotektiva zu entfernen; langsameres Erwärmen begünstigt dagegen die Eisbildung.
Auch dieses Problem verschärft sich mit zunehmender Körpergröße. Zum Auswaschen der Mittel muss Flüssigkeit durch ein Gefäßnetz geleitet werden, das jahrelang bei kryogenen Temperaturen gelagert wurde.
Bisher gibt es kein Verfahren, mit dem sich ein ganzer menschlicher Körper sicher erwärmen und zugleich von Kryoprotektiva befreien lässt. Das gehört zu den zentralen ungelösten Problemen der Kryonik und erklärt mit, warum sich ein lebender Mensch derzeit nicht so konservieren lässt, dass er anschließend wiederbelebt werden könnte.
Eine andere Strategie besteht darin, weniger toxische Kryoprotektiva zu entwickeln. Dafür ist noch umfangreiche Forschung nötig; mehr dazu im Beitrag „Das Feld voranbringen“.
Auch die ursprüngliche Erkrankung müsste behandelt werden
Angenommen, Erwärmung und Entgiftung gelängen vollkommen. Der Patient hätte weiterhin die Krankheit oder Verletzung, an der er gestorben ist.
Hinzu kämen Schäden durch mangelnde Durchblutung und durch die Konservierung selbst.
Für eine erfolgreiche Wiederbelebung müssten auch diese Schäden behoben werden; entsprechende Konzepte setzen deshalb Technologien voraus, die noch nicht existieren.
Dieser Aspekt wird bei Überlegungen zur Wiederbelebung häufig übersehen. Das Erwärmen steht im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit, weil es besonders spektakulär erscheint; die ursprüngliche Krankheit zu heilen wäre jedoch die schwierigere Aufgabe.
Bei einem Patienten, der nach seinem Tod an einer metastasierten Krebserkrankung konserviert wurde, müsste neben dem Erwärmen auch eine Heilung der Krebserkrankung gelingen. Einen Menschen zu konservieren ist leichter, als ihn später wiederzubeleben und seine Krankheit zu heilen.
Das detaillierteste Konzept beschreibt Robert Freitas in „Cryostasis Revival“. Er skizziert zwei grundlegende Wege.
Beim konventionellen Ansatz würde zunächst die vitrifizierte Struktur gescannt; anschließend würden die Kryoprotektiva entfernt und die Gewebeschäden während des Erwärmens mithilfe molekularer Maschinen behoben.
Beim radikaleren Ansatz, der molekularen Rekonstruktion, würde die Struktur des Gehirns Atom für Atom erfasst und das Gehirn anhand dieser Daten wieder aufgebaut.
Beide Ansätze setzen künftige technologische Entwicklungen voraus und beruhen auf der Hoffnung auf Fortschritte in der Nanotechnologie. Einen umfassenderen Überblick bietet der Beitrag „Wie wir Wiederbelebung erreichen könnten“.
Was tatsächlich schon gelungen ist, und in welchem Maßstab
Es wäre allerdings falsch zu behaupten, dass eine erfolgreiche Wiederbelebung nach der Kryokonservierung unabhängig von der Größe des konservierten Materials bisher nur theoretisch denkbar sei. Einige Teilprobleme sind bereits gelöst; diese Erfolge sollten konkret benannt werden.
Eine Kaninchenniere wurde bereits vitrifiziert, erwärmt, transplantiert und als funktionsfähig nachgewiesen. Über diese erfolgreiche Konservierung und Wiederherstellung der Funktion eines ganzen Organs wurde 2009 berichtet.
2023 gelang es mithilfe von Nanowarming ebenfalls, Organe nach der Kryokonservierung wieder funktionsfähig zu machen. Rattennieren wurden vitrifiziert, bis zu 100 Tage lang kryogen gelagert, von innen erwärmt und in Empfängertiere transplantiert, die anschließend jeweils allein mit der transplantierten Niere weiterlebten.
Untersuchungen an Hirngewebe haben gezeigt, dass sich nach der Vitrifikation Funktionen wiederherstellen lassen; aktuelle Studien sind unter „Relevante Forschungsarbeiten“ zusammengestellt.
Organe eignen sich aufgrund ihrer Gefäßstruktur für den nächsten Forschungsschritt. Beim Nanowarming müssen die Partikel über ein durchströmbares Gefäßnetz verteilt werden, wie es in einem intakten Organ vorhanden ist, bei einem isolierten Gewebeblock jedoch fehlen kann.
Diese Erfolge haben allerdings klare Grenzen. Eine Rattenniere ist etwa so groß wie eine Weintraube; bei diesen Versuchen steht ihre Filterfunktion im Vordergrund.
Ein menschliches Gehirn ist wesentlich größer und komplexer; wiederhergestellt werden müssten die Strukturen und Funktionen, auf denen Erinnerungen und Persönlichkeit beruhen.
Die Übertragung auf den Menschen scheitert bislang an der Größe und Komplexität des Körpers sowie daran, dass auch die zum Tod führende Erkrankung oder Verletzung behandelt werden müsste.
Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass sich einzelne technische Hürden überwinden und die Verfahren schrittweise auf größere Proben und Organe übertragen lassen. Wann eine Anwendung beim Menschen möglich sein könnte, lässt sich daraus nicht ableiten.
Kurz gesagt: Für eine reversible Kryokonservierung des Menschen müsste man den Körper sicher erwärmen, die Kryoprotektiva entfernen, Konservierungsschäden beheben und die ursprüngliche Krankheit heilen können. Bei einem ganzen menschlichen Körper ist das derzeit nicht möglich.
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