Bei der Kryonik genügt es nicht, den Körper zu kühlen, einzulagern und abzuwarten. Auf diesem Gebiet wird aktiv geforscht, und die heutigen Konservierungsverfahren unterscheiden sich deutlich und messbar von denen aus dem Jahr 1970. Je genauer die Ultrastruktur eines Gehirns erhalten bleibt, desto größer ist die Chance, dass künftige medizinische Verfahren eine Wiederbelebung ermöglichen, bei der Erinnerungen, Persönlichkeit und Identität erhalten bleiben. Dieser Artikel zeigt, wie sich die Kryonik weiterentwickelt, welche Ergebnisse bereits vorliegen, welche Fragen offen sind und wer daran forscht.
Ein Forschungsgebiet mit verschiedenen Methoden
Der entscheidende Fortschritt war der Wechsel vom Einfrieren zur Vitrifikation: Dabei geht ein mit Kryoprotektiva durchtränktes Gewebe ohne Eisbildung in einen glasartigen Zustand über. Der Kryobiologe Greg Fahy schlug das Verfahren 1984 vor; seit etwa 2000 wird es zur Kryokonservierung von Menschen eingesetzt.
Damit war die Vitrifikation jedoch noch nicht ausgereift. Die Gründe erläutert der nächste Abschnitt. Die Konzentration an Kryoprotektiva, die nötig ist, um Eisbildung zu verhindern, ist hoch genug, um toxisch zu wirken. Bei der Entwicklung neuer Vitrifikationslösungen versucht man seither, den Abstand zwischen der für die Vitrifikation nötigen Konzentration und der für Zellen tödlichen Konzentration zu vergrößern.
Die vier zentralen Probleme der Kryonikforschung
1. Toxizität der Kryoprotektiva. Das ist das zentrale Problem, und das Standardwerk formuliert es ohne Umschweife. Human Cryopreservation Procedures (de Wolf und Platt, faktengeprüft von Brian Wowk) bringt es so auf den Punkt: Die eigentliche Herausforderung der Kryobiologie besteht nicht darin, Lösungen zu entwickeln, die bei langsamer Kühlung die Eisbildung verhindern, sondern Vitrifikationslösungen zu finden, die keinerlei toxische Wirkung haben.
Die Fortschritte auf diesem Gebiet beruhen auf einer Reihe gezielter Verbesserungen der Lösungen, nicht auf einem einzigen Durchbruch. Die Toxizität mancher Kryoprotektiva sinkt, wenn man sie mit anderen kombiniert; am bekanntesten ist Fahys Entdeckung, dass DMSO die Toxizität von Formamid neutralisiert. Mit der Kenngröße qv*, die sich aus der Zusammensetzung einer Vitrifikationslösung ergibt, lässt sich deren allgemeine Toxizität vorhersagen. Dadurch konnte man die Zusammensetzung rechnerisch bestimmen, statt sie ausschließlich experimentell zu ermitteln. Die Anwendung dieser Kenngröße führte zu einem zunächst überraschenden Ergebnis: Stoffe, die weniger gut Glas bilden, können die Überlebensfähigkeit der Zellen besser erhalten. So stieg die Überlebensrate der Zellen, als Propylenglykol durch Ethylenglykol in höherer Konzentration ersetzt wurde. Synthetische Eisblocker bieten einen weiteren Ansatz, um die Toxizität zu verringern. Im Jahr 2000 zeigten Brian Wowk und Kollegen, dass Polymere die heterogene Eiskeimbildung hemmen können; das daraus entwickelte Copolymer aus Polyvinylalkohol und Polyglycerin, unter den Namen X-1000 und Z-1000 vertrieben, senkt die Mindestkonzentration an Kryoprotektiva, die für eine Vitrifikation überhaupt nötig ist. Je weniger Kryoprotektivum benötigt wird, desto geringer ist die toxische Belastung.
Dasselbe Werk beschreibt auch den aktuellen Forschungsstand zu diesem Problem. Man geht davon aus, dass das Hirngewebe selbst bei fachgerecht durchgeführter Konservierung bereits in den frühen bis mittleren Phasen der Perfusion mit Kryoprotektiva seine Lebensfähigkeit verliert. Ursache sind die toxische Wirkung der Kryoprotektiva und der Wasserentzug, den sie auslösen. Der Erhalt der Ultrastruktur ist vom Erhalt der Lebensfähigkeit zu unterscheiden; derzeit lässt sich nur die Ultrastruktur erhalten.
2. Das Kryoprotektivum ins gesamte Gehirn bringen. German et al. erklären unmissverständlich, warum ein ganzes Gehirn schwieriger ist als eine Gewebescheibe. Das Kryoprotektivum muss über die Blutgefäße ins Gewebe gelangen. An der Blut-Hirn-Schranke unterscheiden sich jedoch die Durchlässigkeit für das Kryoprotektivum und die hydraulische Leitfähigkeit stark voneinander. Das liegt an der hohen Konzentration von Aquaporin-4 in den Fortsätzen der Astrozyten, die die Blutgefäße umgeben. Mit ihrem Verfahren für das gesamte Gehirn waren sie bei einem von drei Versuchen erfolgreich. Die Autoren nennen Aquaporine als vielversprechenden Ansatzpunkt für gezielte Eingriffe.
3. Das Gewebe wieder erwärmen. Das Wiedererwärmen ist schwieriger als das Abkühlen. Beim Abkühlen muss das Gewebe den für die Eisbildung kritischen Temperaturbereich nur einmal schnell genug durchlaufen. Beim Wiedererwärmen durchläuft es denselben Bereich langsamer, sodass sich nun Eis bilden kann, obwohl dies beim Abkühlen ausgeblieben ist. Beim Wiedererwärmen durch Wärmeleitung gelangt die Wärme von der Oberfläche ins Innere. Das begrenzt die Größe der behandelbaren Proben; nach Einschätzung der Erlanger Gruppe liegt die größte mit ihrem Verfahren behandelbare Gewebeprobe bereits nahe an dieser Grenze. Für größere Proben sind Verfahren nötig, die das Gewebe im gesamten Volumen erwärmen. 2023 vitrifizierte eine Forschungsgruppe der University of Minnesota Rattennieren, lagerte sie bis zu 100 Tage und erwärmte sie anschließend wieder, mit durchschnittlich 63,7 °C pro Minute, indem sie mit Siliziumdioxid beschichtete Eisenoxid-Nanopartikel in einem Radiofrequenzfeld anregte. Nach der Transplantation sicherten die Nieren das Überleben der Empfängertiere. Im selben Jahr erreichte die Gruppe von Ramon Risco in Sevilla mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall eine Erwärmungsrate von 217,8 °C pro Minute. Das Verfahren erzeugt Wärme im gesamten Volumen und kommt ohne Nanopartikel im Gewebe aus. Eine Studie aus dem Jahr 2025 zeigte, dass sich Vitrifikation und Nanowarming auch auf Volumina im Litermaßstab anwenden lassen. Keine der beiden Methoden wurde bislang an einer Probe von der Größe eines menschlichen Gehirns erprobt.
4. Risse unterhalb des Glasübergangs. Unterhalb des Glasübergangs zieht sich der feste Stoff weiter zusammen, kann die dabei entstehende Spannung aber nicht mehr durch Relaxation abbauen und reagiert stattdessen mit Rissbildung. Eine Studie aus dem Jahr 2025 zeigte, dass Risse durch die thermische Kontraktion und die beim schnellen Abkühlen entstehenden Temperaturgradienten verursacht werden. Als Gegenmaßnahmen dienen ein langsames Abkühlen auf kryogene Temperaturen und die Lagerung bei mittlerer Temperatur.
Was bereits gezeigt wurde und woran noch gearbeitet wird
Die folgende Übersicht unterscheidet danach, was die Experimente tatsächlich belegt haben und welches biologische Material jeweils untersucht wurde.
Ein ganzes Organ, vitrifiziert und transplantiert. Fahys Gruppe bei 21st Century Medicine berichtete 2009, dass eine Kaninchenniere, die mit der Vitrifikationslösung M22 durchtränkt, ohne Eisbildung auf −135 °C gekühlt, wiedererwärmt und transplantiert wurde, als einzige Niere des Tieres funktionierte. Dieser Versuch gilt weiterhin als deutlichster Nachweis dafür, dass ein komplexes Organ den gesamten Prozess überstehen kann.
Ultrastruktur eines ganzen Gehirns erhalten, durch Fixierung. Die aldehydstabilisierte Kryokonservierung wurde 2015 in Cryobiology beschrieben und 2018 mit dem Großsäugerpreis der Brain Preservation Foundation ausgezeichnet. Mit dem Verfahren blieben die synaptischen Verbindungen eines gesamten Schweinehirns erhalten, wie dreidimensionale Elektronenmikroskopie nach dem Wiedererwärmen bestätigte. Zunächst wird die Ultrastruktur mit Glutaraldehyd fixiert, was eine biologische Wiederbelebung des Gewebes ausschließt. Die Vorteile und Grenzen dieses Verfahrens erläutert der Artikel „Konservierung ohne Einfrieren“.
Ultrastruktur eines ganzen Gehirns erhalten, allein durch Vitrifikation. Ein Preprint aus dem Jahr 2026 von Fahy, Ralf Spindler, Brian Wowk und Kollegen beschreibt, wie sich die Ultrastruktur und der histologische Aufbau von Säugetiergehirnen durch Vitrifikation ohne vorherige Aldehydfixierung erhalten lassen. Das Peer-Review-Verfahren ist noch nicht abgeschlossen.
Funktion des Hippocampus von Mäusen wiederhergestellt. Im März 2026 berichteten Alexander German und Kollegen aus Erlangen-Nürnberg in PNAS, dass der Hippocampus erwachsener Mäuse nach einer Kryokonservierung durch Vitrifikation seine Funktion wiedererlangte. Gewebescheiben und ganze Gehirne in situ wurden zwischen zehn Minuten und sieben Tagen unterhalb der Glasübergangstemperatur gehalten und anschließend wiedererwärmt. Danach wurde die elektrische Aktivität des Gewebes abgeleitet. Nach dem Wiedererwärmen ließen sich Ruhemembranpotenziale, synaptische Übertragung, Stoffwechselreaktion und Langzeitpotenzierung wieder nachweisen. Die LTP lag nach Vitrifikation bei 138,06 ± 6,90 Prozent gegenüber 157,68 ± 7,14 Prozent bei den Kontrollen, P = 0.072, gemessen an sieben beziehungsweise acht Gewebescheiben aus sieben Mäusen. Dieser Unterschied ist statistisch nicht signifikant, doch bei dieser Stichprobengröße reicht der Vergleich auch nicht aus, um eine reale Verringerung auszuschließen; die Autoren bezeichnen das Ergebnis selbst als kurzfristige Erholung. Der Befund lautet: Der zelluläre Apparat für Lernen und Gedächtnis blieb im Mäuse-Hippocampus über Tage hinweg funktionsfähig, obwohl jede molekulare Beweglichkeit vollständig zum Erliegen gekommen war. Daraus lassen sich keine Aussagen über menschliche Gehirne, ganze Organe von menschlicher Größe oder lange Lagerzeiten ableiten. PNAS veröffentlichte im Juni 2026 einen unabhängigen Kommentar dazu.
Lebendes menschliches Hirngewebe konserviert und wiederhergestellt. 2024 veröffentlichte eine Forschungsgruppe der Fudan-Universität ein Verfahren namens MEDY, das auf Methylcellulose, Ethylenglykol, DMSO und Y27632 basiert. Nach dem Auftauen behielten menschliches Hirngewebe und neuronale Organoide ihre Struktur, ihre Zellvielfalt und ihre neuronale Funktion.
Wie man die Qualität einer Konservierung misst
Unter Qualitätsmessung werden zwei grundverschiedene Arten von Messungen zusammengefasst. Wer sie gleichsetzt, kann die Aussagekraft der Ergebnisse überschätzen. Die eine erfasst, wie gut das Gewebe tatsächlich erhalten wurde. Die andere erfasst die Belastungen, denen der Patient vor und während der Konservierung ausgesetzt war. Beides gehört in die Falldokumentation, doch nur die Messung des Gewebeerhalts belegt das Ergebnis der Konservierung.
Ergebnisgrößen: was die Konservierung erreicht hat
Das Standardwerk nennt drei solcher Größen, jeweils mit zugehöriger Methode. Ob Eisbildung ausgeblieben ist, wird per CT-Aufnahme geprüft, die vitrifizierte von gefrorenen Bereichen unterscheidet, weil Eis und die umgebende vitrifizierte Lösung sich in ihrer Dichte unterscheiden. Der Erhalt der Ultrastruktur wird elektronenmikroskopisch an Hirngewebeproben mit einem Volumen im Mikroliterbereich geprüft. Die Viabilität wird an denselben Proben gemessen, etwa über das Verhältnis von Kalium zu Natrium. Das Standardwerk formuliert den Anspruch unmissverständlich: Jeder Fallbericht sollte CT-Aufnahmen und elektronenmikroskopische Aufnahmen enthalten, die den Grad der erreichten Vitrifikation und Ultrastrukturerhaltung dokumentieren.
Zur dritten Messgröße stellt dasselbe Werk klar: Wegen der beschriebenen toxischen Wirkungen lässt sich derzeit in Hirngewebeproben von Patienten keine hohe Lebensfähigkeit nachweisen. Auch bei einer gut gelungenen Konservierung lassen sich heute nur die Vitrifikation und der Erhalt der Ultrastruktur nachweisen, nicht die Lebensfähigkeit des Gewebes.
Belastungsgrößen: welchen Belastungen der Patient ausgesetzt war
S-MIX, ein standardisiertes Maß für ischämische Belastung, rechnet Temperatur- und Kreislaufverlauf eines Falls in äquivalente Minuten Ischämie bei normaler Körpertemperatur um und gewichtet warme Ischämie stärker als kalte. Als zweites Maß dient die anfängliche Kühlrate, bezogen auf das Körpergewicht des Patienten. Sie machen Fälle vergleichbar und geben einen Maßstab, an dem sich Änderungen im Protokoll bewerten lassen. Sie beschreiben die Bedingungen, unter denen eine Konservierung stattfand. Sie geben keinen Aufschluss darüber, wie gut das Gewebe erhalten wurde.
Was Tomorrow.bio misst
Bei jedem unserer Fälle wird eine CT-Aufnahme gemacht, sodass der Grad der Vitrifikation dokumentiert und nicht bloß angenommen wird. Wir haben mehr Patienten per CT untersucht und die Ergebnisse für mehr von ihnen veröffentlicht als jede andere Kryokonservierungsorganisation; die einzelnen Fallberichte sind öffentlich einsehbar und lassen sich vollständig nachlesen. Elektronenmikroskopie erfordert die ausdrückliche Einwilligung zur Entnahme von Hirngewebeproben und wird nur durchgeführt, wenn ein Mitglied dieser Entnahme zugestimmt hat; bislang gibt es einen solchen Fall.
Diese Unterscheidung ist wichtig, wenn man Qualitätsaussagen einer Organisation liest: CT zeigt, ob Eis entstanden ist, doch nur Elektronenmikroskopie zeigt, was mit den Synapsen geschehen ist.
Wer die Arbeit leistet
21st Century Medicine lieferte den Versuch mit der Kaninchenniere, die aldehydstabilisierte Kryokonservierung, das qv*-Modell, M22 und die synthetischen Eisblocker. Keine andere Einrichtung hat so viel zur Entwicklung der heute eingesetzten Kryoprotektiva beigetragen.
Die Gruppe um Alexander German an der Universität Erlangen-Nürnberg führte die oben beschriebene Studie zur Wiederherstellung der Funktion durch. German ist Kliniker und Wissenschaftler in der Molekularen Neurologie sowie Mitgründer von Hiber, das an struktureller Hirnkonservierung arbeitet.
Advanced Neural Biosciences, 2008 von Aschwin de Wolf und Chana Phaedra gegründet, ist eines der wenigen Institute, die sich gezielt der Hirn-Kryobiologie widmen. Das Institut sucht nach Vitrifikationslösungen, die wenig toxisch und dünnflüssig sind und die Blut-Hirn-Schranke gut passieren. Außerdem untersucht es das No-Reflow-Problem: Dabei lässt sich die Durchblutung des Gewebes nach einer Unterbrechung nicht wiederherstellen. De Wolf ist Mitautor des in diesem Artikel durchgehend zitierten Standardwerks.
Das Feld der Organkonservierung liefert Werkzeuge, die sich übertragen lassen. Die Studie zum Nanowarming aus Minnesota stammt aus der Forschung zur Organkonservierung, nicht aus der Kryonikforschung.
Die Konnektomik hilft einzuschätzen, welche Bedeutung die erhaltenen Hirnstrukturen haben könnten. 2025 veröffentlichte das MICrONS-Konsortium eine Karte eines Kubikmillimeters der visuellen Hirnrinde einer Maus mit rund 200.000 Zellen und 523 Millionen Synapsen. Das internationale Konsortium hatte jahrelang daran gearbeitet. Das ist ein kleines Volumen eines kleinen Gehirns, und zugleich mehr Synapsen, als vor zehn Jahren jemand hätte kartieren können.
Die Brain Preservation Foundation führt selbst keine Konservierungen durch, übernimmt aber einen großen Teil der Bewertung, indem sie Preise mit veröffentlichten Kriterien und unabhängiger elektronenmikroskopischer Prüfung ausschreibt.
Tomorrow.bio und die European Biostasis Foundation arbeiten an der praktischen Umsetzung: an Abläufen für Bereitschaftseinsätze und Stabilisierung, an der Perfusionstechnik, an der Logistik für das rechtzeitige Erreichen der Patienten und an der Langzeitlagerung in der EBF-Einrichtung in Rafz in der Schweiz. Dort geht gerade der erste für menschliche Körper ausgelegte Tank zur Lagerung bei mittlerer Temperatur in die Testphase. Ein zweites Labor entsteht derzeit in Berlin. Die meisten der hier genannten Ergebnisse stammen von anderen Forschungsgruppen.
Ein Übersichtsartikel aus dem Jahr 2024 in einer begutachteten Fachzeitschrift erläutert die Argumente für die strukturelle Hirnkonservierung und die damit verbundenen Unsicherheiten. Zu den Autoren zählt Aschwin de Wolf.
Was als Gegenbeweis gelten würde
Drei mögliche Forschungsergebnisse würden die Argumentation infrage stellen. Jedes davon könnte sich im laufenden Forschungsprogramm ergeben.
Erwiese sich die Zufuhr von Kryoprotektiva durch eine intakte Blut-Hirn-Schranke im Maßstab des ganzen Gehirns als unmöglich, blieben die Ergebnisse an Gewebescheiben interessant, verlören aber ihre Relevanz. Sollte sich zeigen, dass die synaptische Ultrastruktur bei den derzeit verwendeten Verfahren regelmäßig zerstört und nicht nur geschädigt wird, wäre die zentrale These widerlegt. Sollte das Langzeitgedächtnis wesentlich von fortlaufender elektrischer Aktivität statt von der erhaltenen Struktur abhängen, bliebe durch die Konservierung nicht das erhalten, was für das Gedächtnis entscheidend ist.
Keines dieser Ergebnisse liegt bislang vor; die bisherigen Befunde sprechen in allen drei Fällen gegen die genannten Annahmen. Dennoch müssen diese Fragen weiter untersucht werden.
Warum die Entwicklungsrichtung zählt
Nichts davon ändert die Aussage, dass eine Wiederbelebung derzeit nicht möglich ist. Allerdings verändert sich das Tempo, mit dem die Konservierungsverfahren die Strukturen immer genauer erhalten können. Wie gut diese Strukturen erhalten bleiben, bestimmt, welche Voraussetzungen künftige Technologien für eine Wiederbelebung vorfinden würden. Vier Forschungsgebiete tragen jeweils zur Lösung unterschiedlicher Teilprobleme bei: Kryobiologie, Organkonservierung, Konnektomik und klinische Medizin. Erkenntnisse aus einem dieser Gebiete lassen sich auch in den anderen nutzen. Welche Möglichkeiten sich daraus ergeben, beschreibt der Artikel „Wie eine Wiederbelebung gelingen könnte“.
Kurz gesagt: Die Forschung verbessert Kryoprotektiva, Organkonservierung, die Messung der Hirnstruktur und das Wiedererwärmen. Diese Fortschritte können die Qualität der Konservierung steigern, haben eine Wiederbelebung von Menschen aber bislang nicht möglich gemacht.
Weiterführende Informationen