Einen Menschen zu konservieren ist der Teil der Kryonik, den wir beherrschen. Wir können die Konservierung jedoch noch nicht rückgängig machen.
Dass sich die Konservierung noch nicht rückgängig machen lässt, hat mehrere Gründe. Bei manchen dieser Probleme ist die Forschung einer Lösung deutlich näher als bei anderen. Dieser Artikel ist das technische Gegenstück zu Warum eine Wiederbelebung derzeit nicht möglich ist.
Die Risiken beim Erwärmen
Überraschenderweise ist das Abkühlen vergleichsweise einfach. Beim Erwärmen können dagegen Schäden entstehen.
Abkühlen kann langsam und kontrolliert geschehen. Die Erwärmung muss dagegen schnell erfolgen, weil sich sonst erneut Eiskristalle bilden können.
Beim Erwärmen durchläuft eine vitrifizierte Probe erneut einen Temperaturbereich, in dem die glasartige Struktur teilweise kristallisieren kann.
Dieser Vorgang heißt Entglasung: Die durch Vitrifikation entstandene glasartige Struktur geht dabei verloren.
Beim Erwärmen droht jedoch nicht nur die Bildung von Eiskristallen. Ungleichmäßige Erwärmung erzeugt thermische Spannungen, durch die im vitrifizierten Material Risse entstehen können.
Ein Erwärmungsverfahren muss also zwei Arten von Schäden verhindern: Eiskristallbildung und Risse. Maßnahmen gegen die eine Schadensart erhöhen meist das Risiko für die andere.
Bei einer einzelnen Zelle ist das beherrschbar. Eine Zelle erwärmt sich in einem warmen Bad in unter einer Minute, und das gesamte Volumen erwärmt sich gleichzeitig.
Bei größeren Proben stellt sich das Problem jedoch grundlegend anders dar. Ein großes Objekt erwärmt sich nicht gleichmäßig: Die Außenseite erwärmt sich schneller als das Innere, und verschiedene Gewebearten erwärmen sich unterschiedlich schnell.
Bereiche, die sich langsamer erwärmen, können noch in dem Temperaturbereich liegen, in dem sich Eiskristalle bilden, während benachbarte Bereiche bereits wärmer sind.
Es geht also nicht allein um Geschwindigkeit. Die gesamte Probe muss sich schnell und gleichmäßig erwärmen. Besonders schwierig ist es, eine gleichmäßige Erwärmung zu erreichen.
Zwei Ansätze werden verfolgt. Bei einem Ansatz kommt hochintensiver fokussierter Ultraschall zum Einsatz. Damit wurde bereits ein Fadenwurm erwärmt und wiederbelebt.
Der andere Ansatz heißt Nanowarming: Gewebe wird mit magnetischen Nanopartikeln versetzt, die durch ein wechselndes Magnetfeld von innen erwärmt werden, sodass die Wärme überall gleichzeitig entsteht.
Für die derzeit untersuchten Verfahren liegen bisher nur Nachweise an kleinen Proben vor. Um diese Verfahren auf einen menschlichen Körper zu übertragen, reicht eine größere Apparatur nicht aus.
Die Kryoprotektiva müssen wieder entfernt werden
Beim Erwärmen treten neben thermischen auch chemische Probleme auf.
Die Kryoprotektiva ermöglichen die Konservierung. Bei kryogenen Temperaturen laufen chemische Reaktionen so langsam ab, dass ihre toxische Wirkung stark vermindert ist.
Sobald es wärmer wird, werden sie toxisch. Auch beim Auswaschen der Kryoprotektiva steht daher nur wenig Zeit zur Verfügung.
Während der Erwärmung müssen die Substanzen im ganzen Körper rasch und gleichmäßig ausgewaschen werden, bevor sie das Gewebe schädigen.
Dabei entsteht ein Zielkonflikt zwischen rascher Erwärmung und gründlichem Auswaschen. Schnelle Erwärmung lässt weniger Zeit zum Entfernen, langsamere Erwärmung begünstigt Eisbildung.
Auch dieses Verfahren wird mit zunehmender Körpergröße schwieriger. Zum Auswaschen muss Flüssigkeit durch ein Gefäßnetz geleitet werden, das über Jahre bei kryogenen Temperaturen gelagert wurde.
Mit keinem verfügbaren Verfahren lässt sich ein ganzer menschlicher Körper ausreichend schnell erwärmen und zugleich von Kryoprotektiva befreien. Dies gehört zu den zentralen ungelösten Problemen der Kryonik und erklärt auch, warum sich ein lebender Mensch nicht so konservieren lässt, dass er anschließend wiederbelebt werden kann.
Ein weiterer Ansatz besteht darin, weniger toxische Kryoprotektiva zu entwickeln. Dafür ist noch viel Forschung nötig. Mehr dazu im Artikel Fortschritte im Feld.
Die ursprüngliche Erkrankung bleibt
Angenommen, die Erwärmung und das Entfernen der Kryoprotektiva gelängen vollständig und ohne Schäden. Dann hätte der Patient weiterhin die Krankheit oder Verletzung, an der er gestorben ist.
Hinzu kämen Schäden durch mangelnde Blutversorgung und durch die Konservierung selbst.
Eine erfolgreiche Wiederbelebung würde voraussetzen, auch diese Schäden zu beheben und die ursprüngliche Krankheit oder Verletzung zu behandeln. Entsprechende Konzepte setzen deshalb Verfahren voraus, die noch nicht verfügbar sind.
Diese Voraussetzung wird bei Überlegungen zur Wiederbelebung häufig übersehen. Die technisch aufwendige Erwärmung steht oft im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. Noch schwieriger wäre es jedoch, die ursprüngliche Krankheit zu heilen.
Bei einem Patienten, der an Krebs mit Metastasen gestorben ist und anschließend konserviert wurde, müsste nach der Erwärmung auch die Krebserkrankung geheilt werden. Die Konservierung ist dabei die einfachere Aufgabe.
Der detaillierteste Fahrplan stammt von Robert Freitas: Cryostasis Revival. Er skizziert zwei grundlegende Wege.
Beim konventionellen Ansatz würde zunächst die Struktur des vitrifizierten Gewebes durch Scans erfasst. Anschließend würden die Kryoprotektiva entfernt und während der Erwärmung Gewebeschäden mithilfe molekularer Maschinen repariert.
Beim radikaleren Ansatz, der molekularen Rekonstruktion, würde das Gehirn Atom für Atom erfasst und anhand dieser Daten rekonstruiert.
Beide Ansätze setzen auf künftige Fortschritte in der Nanotechnologie-Wette, deren Erfolg ungewiss ist. Einen umfassenderen Überblick bietet der Artikel 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 Kryokonservierung bislang bei keiner Probengröße gelungen sei. Einige Teilprobleme wurden bereits gelöst. Welche das sind, lässt sich konkret benennen.
Eine Kaninchenniere wurde vitrifiziert, erwärmt und transplantiert. Anschließend wurde nachgewiesen, dass sie funktionierte. Die 2009 veröffentlichte Studie zeigte damit, dass ein ganzes Organ nach Vitrifikation und Erwärmung wieder funktionieren kann.
2023 gelang es auch mithilfe von Nanowarming, Organe nach Vitrifikation und Erwärmung erfolgreich zu transplantieren. Rattennieren wurden vitrifiziert, bis zu 100 Tage lang kryogen gelagert, von innen erwärmt und in Empfängertiere transplantiert, die jeweils allein mit der transplantierten Niere überlebten.
Untersuchungen an Hirngewebe haben gezeigt, dass sich nach der Vitrifikation Funktionen wiederherstellen lassen. Aktuelle Studien sind unter Relevante Forschungsarbeiten zusammengestellt.
Organe eignen sich wegen ihrer Gefäßversorgung für den nächsten Forschungsschritt. Beim Nanowarming werden die Partikel über Blutgefäße verteilt. Ein Organ verfügt über ein zusammenhängendes Gefäßnetz, das sich durchspülen lässt; bei einem isolierten Gewebeblock ist das nicht ohne Weiteres möglich.
Die bisherigen Ergebnisse lassen sich allerdings nur begrenzt auf den Menschen übertragen. Eine Rattenniere ist etwa so groß wie eine Weintraube und hat eine einzige Aufgabe.
Ein menschliches Gehirn ist weitaus größer und komplexer. Bei seiner Wiederherstellung geht es um die neuronalen Strukturen, auf denen Erinnerungen und Persönlichkeit beruhen.
Bei der Übertragung auf den Menschen stellen die Größe und Komplexität des Körpers zusätzliche Herausforderungen dar. Außerdem müsste die Krankheit oder Verletzung behandelt werden, die zum Tod geführt hat.
Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass sich die Verfahren schrittweise auf größere biologische Proben übertragen lassen. Wann eine Anwendung beim Menschen möglich sein könnte, lässt sich daraus nicht ableiten.
Kurz gesagt: Reversible Kryokonservierung beim Menschen erfordert eine sichere Erwärmung, das Entfernen der Kryoprotektiva, die Reparatur von Konservierungsschäden und die Behandlung der ursprünglichen Erkrankung. Bislang lassen sich diese Schritte bei einem ganzen menschlichen Körper nicht erfolgreich durchführen.
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