Với những cỗ máy hồi sinh, các nhà khoa học đang định nghĩa lại cái chết

"Trong y học cấp cứu, chúng tôi thường nói với nhau rằng có những số phận còn bi đát hơn cả cái chết. Chỉ vì chúng ta có thể đưa ai đó trở lại, không nhất thiết có nghĩa là chúng ta nên làm điều đó".

Những con lợn này đã chết, hoàn toàn đã chết. Chúng thậm chí đã chết được một tiếng đồng hồ. Nguyên nhân cái chết được ghi lại trong hồ sơ khám nghiệm của Đại học Yale, vỏn vẹn 2 chữ: Ngưng tim.

Nhưng câu chuyện về cuộc đời của những con lợn này thì chưa hề kết thúc. Các nhà khoa học không muốn đóng cuốn sổ ghi chép của họ lại. Thay vào đó, họ muốn viết tiếp một chương hoàn toàn mới.

Một ý tưởng điên rồ và đầy táo bạo được đưa ra: Hãy thử hồi sinh những con lợn đã chết này.

Để làm điều đó, các nhà khoa học đã nối cơ thể con lợn vào một cỗ máy, kiểu như máy ECMO dành cho bệnh nhân COVID. Cỗ máy liên tục bơm vào mạch máu của những con lợn một loạt các loại thuốc và chất lỏng giàu dinh dưỡng.

Không gian yên tĩnh và lạnh lẽo chỉ được lấp đầy bởi những tiếng xi lanh bơm xì xụp. Nhưng 6 tiếng đồng hồ sau, một tiếng "bíp" sáng quắc vang lên phá tan tất cả. Tim con lợn đã đập trở lại và phát ra xung điện.

Sau đó, dấu hiệu của sự sống bên trong các nội tạng khác cũng dần dần được ghi nhận. Tế bào ở thận, gan và phổi của những cái xác lợn bắt đầu khởi động quá trình tự sửa chữa mọi sai hỏng.

Thần chết dường như đã "quay xe", con lợn thậm chí còn giật mình và cựa quậy được cổ.

Xuyên suốt lịch sử, con người từng nghĩ mình biết cái chết là gì. Khi ai đó ngừng thở và trái tim họ ngừng đập, người đó được coi là đã chết. Cái chết vạch ra một ranh giới mang tính phân định rõ ràng: Trước đó bạn sống, nhưng sau nhịp đập cuối cùng của trái tim, sau hơi thở cuối cùng được hít vào và thở ra khỏi lồng ngực, bạn chết.

Đó là bởi sự chấm dứt của các chức năng hô hấp và tuần hoàn cuối cùng sẽ dẫn tới sự chấm dứt chức năng của toàn bộ cơ thể, bao gồm não bộ, nơi chứa đựng tâm trí, suy nghĩ hay cả linh hồn của bạn.

Chiều ngược lại đồng thời cũng đúng. Nếu não bạn bị tổn thương và ngừng hoạt động, nó cũng sẽ không tiếp tục điều khiển trái tim và cơ thể hoạt động được nữa. Cái chết của riêng não bộ cũng sẽ dẫn tới cái chết của toàn bộ các cơ quan nội tạng khác.

Mọi chuyện sẽ chẳng có gì để nói, cho tới giữa thế kỷ 20, sau khi các nhà khoa học phát minh ra những cỗ máy hỗ trợ sự sống, từ máy thở, máy tạo nhịp tim cho đến máy tim phổi nhân tạo (ECMO).

Các cỗ máy này được sử dụng trong các phác đồ y tế chuyên sâu, cùng với các hóa chất kích thích tuần hoàn, hô hấp cuối cùng đã tách được cái chết của tim và phổi ra khỏi cái chết của não bộ.

Bước chân vào một khu chăm sóc đặc biệt (ICU) của một bệnh viện bất kỳ, đôi khi bạn sẽ thấy một bệnh nhân được nối với máy ECMO. Lồng ngực của cô ấy hoặc anh ấy vẫn phập phồng, trái tim vẫn đập và mạch vẫn bắt được nhưng thực ra não bộ họ đã chết.

Nếu được nối với một cỗ máy hỗ trợ sự sống, cơ thể một người chết não vẫn có thể duy trì được nhiều quá trình sinh lý. Họ tiếp tục mọc móng tay, có kinh nguyệt, một số chức năng miễn dịch vẫn hoạt động giữ cho cơ thể không bị nhiễm trùng và phân hủy.

Các tài liệu y tế ghi lại ít nhất 30 trường hợp các bà mẹ mang thai chết não nhưng vẫn được đặt máy thở để duy trì sự sống cho thai nhi. Sau một vài tuần cho đến một vài tháng, mà kỷ lục là 123 ngày, thi thể này vẫn hạ sinh được một em bé sống sót khỏe mạnh dù người mẹ được định nghĩa là đã chết.

Để đối phó với những phát triển của công nghệ hỗ trợ sự sống, vào năm 1968, Trường Y Harvard đã thành lập một ủy ban để đưa ra khái niệm mới về cái chết. Họ gọi nó là sự hôn mê không thể đảo ngược – sự mất chức năng não bộ.

Điều này đặt nền tảng cho một đạo luật ở Mỹ vào năm 1981, đưa ra định nghĩa thống nhất về cái chết là "sự chấm dứt không thể đảo ngược của các chức năng tuần hoàn và hô hấp hoặc tạm dừng không thể đảo ngược của chức năng não bộ".

Không chỉ được sử dụng ở Mỹ, nhìn chung định nghĩa này cũng được chấp nhận ở hầu hết các quốc gia tiên tiến trên thế giới.

Kể từ đó, vị trí để xác định cái chết đã tự nó di chuyển từ lồng ngực, nơi có trái tim và nhịp thở lên trên não bộ, nơi có những tín hiệu thần kinh. Thời gian để xác định cái chết vì vậy cũng không còn có thể phân định rõ ràng nữa.

Thế nhưng, sự thật là phần lớn các cái chết vẫn xảy ra sau sự kiện ngừng tim phổi, thứ sau đó cũng chấm dứt mọi hoạt động của não bộ.

Những cái chết về mặt thần kinh thường chỉ xuất hiện trong các khu chăm sóc đặc biệt của bệnh viện (ICU), nơi có những bệnh nhân chấn thương sọ não hoặc hôn mê sâu. Những cái chết này được xác định bởi tình trạng hôn mê không hồi phục, không có phản ứng, phản xạ thân não hoặc hô hấp.

Cái chết của não có thể là một yếu tố mang tính quyết định để định nghĩa cái chết của cả một con người. Nhưng nó vẫn không thể thay thế toàn bộ chẩn đoán lâm sàng, bởi trên thực tế, các quá trình sinh học vẫn có thể diễn ra ngay cả khi não bộ đã ngừng hoạt động.

Như đã nói, một cơ thể chết não bây giờ có thể được duy trì sự "sống" bằng các thiết bị hỗ trợ trong nhiều giờ, nhiều ngày thậm chí lâu hơn thế. Đối với những người thân và bạn bè của một người chết não, thật khó để hiểu chuyện gì đang xảy ra.

Ví dụ, trong một câu chuyện thu hút được nhiều sự quan tâm vào năm 2018, một bé gái 13 tuổi tên là Jahi McMath ở New Yorker đã được gia đình duy trì sự sống tại nhà suốt 5 năm sau khi chết não.

Dưới góc độ luật pháp và cả y tế, McMath đã chết từ 9 năm trước. Nhưng đối với gia đình yêu thương của mình, cô chỉ mới chỉ ra đi được 4 năm vì chứng suy gan.

Quay trở lại với định nghĩa về cái chết cho rằng đó là một quá trình không thể đảo ngược. Những năm gần đây, các nhà khoa học ngày càng thực hiện được nhiều thí nghiệm thách thức sự chính xác của định nghĩa đó.

Năm 2019, nhóm các nhà khoa học tại Đại học Yale đã hồi sinh thành công 32 bộ não lợn được thu thập từ một lò mổ, dù chúng đã chết được 4 tiếng đồng hồ. Điều này được thực hiện bằng việc kết nối cái thủ lợn vào một hệ thống được gọi là BrainEx.

Hệ thống BrainEx gồm có 3 phần: Phần thứ nhất giúp tái tạo hoạt động bơm máu của tim. Cỗ máy sẽ nhịp nhàng bơm một chất lỏng thiết kế đặc biệt, chứa máu ở 37^oC, oxy và thuốc vào bộ não. Các nhà khoa học cho biết điều này có tác dụng tạm ngừng quá trình chết của các tế bào.

Phần thứ hai của hệ thống cũng là một thiết bị tuần hoàn máu, nhưng bơm các dung dịch bắt chước các cơ quan hỗ trợ xung quanh bộ não, giúp đảo ngược quá trình chết của tế bào. Phần thứ ba và cũng là cuối cùng của BrainEx là một thủ thuật phẫu thuật được sử dụng để cô lập bộ não.

Quá trình hồi sinh này được các nhà khoa học tại Đại học Yale tiến hành liên tục trong 6 giờ đồng hồ.

Trong báo cáo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học cho biết những bộ não lợn đã chết được 4 tiếng. Nhưng sau khi xử lý bằng BrainEx, chúng đã giảm được tốc độ chết tế bào não, phục hồi được các mạch máu và một số hoạt động chức năng.

Một trong số những phần não hồi sinh chứa các khớp thần kinh hoạt động trở lại. Chúng là các con đường kết nối giữa những tế bào não khác nhau, cho phép các nơron thần kinh giao tiếp.

Bộ não cũng thể hiện phản ứng bình thường với thuốc, và sử dụng một lượng oxy tương đương với một bộ não sống bình thường để tồn tại. Toàn bộ những ghi chép này được rút ra từ quan sát ở thời điểm 10 tiếng đồng hồ, sau khi những con lợn bị chặt đầu.

Năm 2022, cùng một nhóm nghiên cứu tại Đại học Yale đã cải biến hệ thống BrainEx của họ thành một hệ thống mới được gọi là OrganEx. Đúng như tên gọi lần này của nó, OrganEx nhắm đến mục đích hồi sinh cả phần còn lại của những con lợn, từ cổ trở xuống nơi chứa các nội tạng quan trọng.

Thường được so sánh với máy tim phổi nhân tạo ECMO dành cho bệnh nhân COVID (giúp bơm máu ra bên ngoài cơ thể, loại bỏ carbon dioxide và bổ sung oxy, sau đó đưa máu trở lại cơ thể bệnh nhân), nhưng OrganEx là một hệ thống còn phức tạp hơn thế.

Nó bao gồm nhiều máy bơm, cảm biến, máy sưởi và bộ lọc để kiểm soát một dung dịch lỏng đặc biệt chứa máu lợn được trộn với chất điện giải, vitamin, axit amin, chất dinh dưỡng, cộng với một loại cocktail gồm 13 loại thuốc trì hoãn sự căng thẳng và quá trình chết tế bào, đồng thời điều chỉnh hệ thống miễn dịch và thần kinh trong cơ thể.

Và trong khi ECMO chỉ có tác dụng làm chậm quá trình tế bào chết đi, OrganEx có thể đảo ngược cả quá trình đó. Nó không chỉ hỗ trợ tim và phổi, OrganEx còn bắt chước được cả chức năng của thận.

Kết quả là sau 6 tiếng bơm dung dịch liên tục, các tế bào trong tim, gan, thận và não của con lợn đã chết trước đó 7 tiếng đồng hồ nay đã hoạt động trở lại. Nó bắt đầu có các dấu hiệu của sự sống, trong đó nhịp tim đã tự đập trở lại. Khi các nhà khoa học tiêm dung dịch I ốt cản quang để chụp ảnh nó, con lợn thậm chí còn giật mình.

Trong so sánh, cơ thể con lợn được nối với máy OrganEx cũng mềm và ấm nóng. Ngược lại, những con lợn chết khác được nối với máy ECMO đã cứng đờ, các cơ quan nội tạng của chúng bị sưng lên và trên da bắt đầu xuất hiện các vết tím lốm đốm, chứng tỏ mạch máu ở đó đã bị vỡ khiến máu ứ đọng và đông lại.

Kết quả thí nghiệm này vừa được đăng trên tạp chí Nature hôm thứ tư tuần trước một lần nữa làm lung lay định nghĩa về cái chết dừng tuần hoàn là một quá trình không thể đảo ngược.

"Chúng tôi đã khôi phục một số chức năng tế bào trên nhiều cơ quan nội tạng quan trọng, mà lẽ ra chúng đã phải chết nếu không có sự can thiệp của chúng tôi", Nenad Sestan, nhà khoa học thần kinh tại Đại học Yale, tác giả nghiên cứu cho biết.

"Những tế bào này đã hoạt động hàng giờ sau thời điểm lẽ ra chúng không thể làm được điều đó. Và điều này cho chúng tôi biết quá trình chết của tế bào vẫn có thể bị tạm dừng và chức năng của chúng có thể được phục hồi trong nhiều cơ quan quan trọng, thậm chí ở thời điểm một tiếng đồng hồ sau khi chết."

"Hệ thống mới [OrganEx] này cho thấy chúng ta không chỉ có thể làm chậm quá trình tổn thương tế bào mà còn có thể thực sự kích hoạt các quá trình sửa chữa chúng ở cấp độ di truyền. Điều này có thể buộc chúng ta phải xem xét lại những gì chúng ta quyết định là 'đã chết'", Brendan Parent, một phó giáo sư đạo đức sinh học tại Đại học New York cho biết trong một bài bình luận về nghiên cứu mới đăng trên Nature.

Khi Deepali Kumar, chủ tịch Hiệp hội Cấy ghép Hoa Kỳ, đồng thời là giáo sư y khoa tại Đại học Toronto nhìn vào nghiên cứu của nhóm Đại học Yale, bà ngay lập tức nghĩ đến một ngày không xa khi hệ thống OrganEx được ứng dụng trên người.

Trong khi BrainEx và OrganEx chưa thể thực sự hồi sinh những con lợn đã chết - bằng chứng là sóng não của chúng vẫn chưa quay trở lại, nghĩa là con lợn không hề có nhận thức hay suy nghĩ dù toàn bộ cơ thể, và cả các tế bào não riêng lẻ của nó vẫn còn sống - có một nút thắt trong qui trình của thí nghiệm này khiến khả năng đó đã bị bỏ ngỏ.

Đó là để nghiên cứu được thông qua bởi hội đồng đạo đức - bao gồm những nhà khoa học lo lắng con lợn có thể bị đau và không ủng hộ mang "linh hồn" của nó trở lại chỉ để bị giết chết một lần nữa - nhóm Đại học Yale đã phải pha thêm vào dung dịch máu một loại thuốc chẹn thần kinh.

Loại thuốc này có tác dụng ức chế dây và tế bào thần kinh khiến chúng không thể hoạt động được. Nó đảm bảo con lợn sẽ không thể tỉnh lại và không đau ngay cả khi những cỗ máy có thể hồi sinh một phần hoạt động não.

Điều này đặt ra một câu hỏi sâu sắc: Điều gì sẽ xảy ra nếu nhóm nghiên cứu tại Yale không pha thêm các chất ức chế thần kinh vào dung dịch máu của họ? Chúng ta và các nhà khoa học cũng không biết.

Chỉ vì một số tế bào thần kinh riêng lẻ duy trì đáp ứng kích thích chưa chắc là hàng triệu triệu tế bào thần kinh có thể tự tổ chức và vận hành để tạo nên một "linh hồn" có nhận thức thực sự và mang người từ cõi chết trở về.

Nhưng chúng ta cũng không thể loại trừ khả năng một số kích thích từ bên ngoài, một loại máy khử rung vỏ não chẳng hạn, sẽ khởi động lại được những bộ não đã chết này, như chúng ta dùng máy khử rung để hồi sinh trái tim.

Mặc dù vậy tới thời điểm này, một cỗ máy hồi sinh người chết như vậy vẫn là khoa học viễn tưởng và các thử nghiệm đó sẽ vấp phải rất nhiều chỉ trích liên quan đến nguyên tắc đạo đức. 

Ví dụ, một số nhà khoa học không ủng hộ việc hồi sinh một người chết, chỉ để bệnh nhân đó sống lại trong sự đau đớn, khuyết tật hoặc chịu đựng các tác dụng phụ mà một cỗ máy hay dung dịch hồi sinh gây ra.

Avir Mitra, một bác sĩ cấp cứu tại Hệ thống Y tế Mount Sinai ở Thành phố New York, cho biết: "Trong y học cấp cứu, chúng tôi thường nói với nhau rằng có những số phận còn tồi tệ hơn cả cái chết. Chỉ vì chúng ta có thể đưa ai đó trở lại, không nhất thiết có nghĩa là chúng ta nên làm điều đó".

Tạm bỏ qua những tranh cãi, giáo sư Kumar cho biết có một ứng dụng tiềm năng của OrganEx ngay trong tương lai gần, mà nó có thể vượt qua được những tiêu chuẩn đạo đức khắt khe của khoa học. Đó là biến hệ thống đó thành một cỗ máy duy trì sự sống cho nội tạng người hiến tặng.

Tại nhiều quốc gia ngày nay, các bác sĩ đang áp dụng một quy trình "không chạm", liên quan đến việc để yên cơ thể bệnh nhân được rút ống thở trong 2 tiếng đồng hồ. Điều này nhằm đảm bảo họ đã chết hoàn toàn, hoặc cũng gieo một hi vọng mong manh rằng những bệnh nhân ấy có thể sẽ hồi sinh một cách kỳ diệu.

Thật không may, trong 2 tiếng đồng hồ đó đa số bệnh nhân sẽ chết thực sự. Đối với khoảng 50-60% bệnh nhân, cái chết diễn ra ngay lập tức sau khi rút ống thở. Điều này khiến các nội tạng của họ sau 2 tiếng không còn tuần hoàn đã bị hư hại đến nỗi không thể được hiến tặng nữa.

Bây giờ, nếu một cỗ máy như OrganEx có thể đảo ngược quá trình chết và hồi sinh những nội tạng này, chỉ một cơ thể người chết cũng sẽ cứu sống được rất nhiều người đang chờ ghép tạng khác.

Tính riêng ở Mỹ hiện vẫn có 106.000 người phải chờ đợi để ghép tạng và 17 người trong số họ sẽ chết mỗi ngày. "Trước tình trạng thiếu hụt đáng kể các cơ quan cấy ghép, chúng tôi chắc chắn sẽ cần những công nghệ mới như thế này để cải thiện nguồn cung cấp nội tạng", giáo sư Kurma nói.

Một ẩn số lớn hiện tại là liệu nội tạng được hồi sinh bằng OrganEx có bắt đầu hoạt động bình thường và tự hoạt động nếu chúng được cấy ghép sang người khác hay không? Giáo sư Kumar cho biết các nhà khoa học tại Đại học Yale nên nghiên cứu khả năng này.

Trước hết, họ phải thử cấy ghép nội tạng được hồi sinh từ lợn chết vào những con lợn sống. Sau đó nếu thí nghiệm thành công, một thử nghiệm trên người với hệ thống OrganEx có thể được tiến hành với những nạn nhân đột quỵ hoặc những người chết đuối.

Vì vậy trong một tương lai không xa, có lẽ chúng ta sẽ sớm được chứng kiến một cỗ máy hồi sinh được nối với một cơ thể người chết. Đó sẽ là một bước nhảy thực sự quan trọng, một bước nhảy thách thức nhiều sự hiểu biết, nguyên tắc đạo đức và cả định nghĩa về cái chết của chúng ta.

Tham khảo Gizmodo, Nytimes, Nature, Newyorker, Wired, Metro