Pour la première fois, le cerveau d’un cochon a été maintenu en vie hors du corps pendant 5 heures

Pourquoi l'hypertension artérielle est un ennemi du cerveau (et pas seulement du cœur)

Des scientifiques américains ont réussi à maintenir en vie pendant 5 heures le cerveau d’un cochon en dehors de son corps grâce à une machine spéciale. Comment et pourquoi cette expérience a été réalisée.

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Pour la première fois, les scientifiques ont réussi à maintenir en vie (et fonctionnel) le cerveau d’un cochon en dehors de son corps grâce à une nouvelle machine spécialement conçue. Pendant cinq heures, l’activité cérébrale du cochon, placé sous anesthésie et d’autres paramètres, « a montré des changements minimes ou nuls », ont expliqué les scientifiques dans un communiqué de presse. Avec un tel dispositif, les chercheurs espèrent pouvoir étudier le cerveau humain de manière inédite, car l’organe est maintenu en vie de manière totalement indépendante du reste de l’organisme, sans que celui-ci puisse influencer la physiologie de l’encéphale. Mais ce n’est pas tout. La machine peut également servir de modèle pour de nouveaux dispositifs médicaux utilisés dans le délicat bypass cardiopulmonaire, une procédure qui remplace temporairement la fonction du cœur et des poumons en déviant le flux sanguin vers une pompe qui oxygène le sang et le distribue dans tout le corps.

Une équipe de recherche américaine dirigée par des scientifiques du Programme des troubles cérébraux rares de l’Université du Southwestern Medical Center du Texas a réussi à maintenir en vie et à faire fonctionner le cerveau d’un cochon en dehors de son corps pendant cinq heures. Ils ont travaillé en étroite collaboration avec des collègues du Brigham and Women’s Hospital, de l’école d’ingénierie et d’informatique Erik Jonsson et d’autres instituts. Les chercheurs, coordonnés par le professeur Juan M.Pascual, enseignant en neurologie, pédiatrie et physiologie au département de neurologie de l’université de Dallas, ont développé la machine pour isoler le flux sanguin vers le cerveau du cochon afin de rendre l’organe totalement indépendant du corps. En effet, la fonction cérébrale est à son tour influencée par la pression sanguine, la quantité d’oxygène et de glucose (sucre) et d’autres facteurs, même si c’est l’encéphale qui contrôle/régule le rythme cardiaque, la respiration, etc.

En pratique, le professeur Pascual et ses collègues ont pris le contrôle total de l’hémodynamique cérébrale du cochon impliqué dans l’expérience controversée après avoir séparé chirurgicalement la circulation sanguine vers la tête de la circulation systémique. Après cette séparation, l’afflux de sang et de nutriments vers l’encéphale du cochon a été assuré par une pompe pulsatile – appelée contrôle circulatoire pulsatile extracorporel (EPCC) – liée à l’activité d’un algorithme informatique, capable de maintenir la pression sanguine, l’oxygénation cérébrale, la température, la structure microscopique et d’autres valeurs similaires à celles réelles. Tout cela a fonctionné pendant cinq heures.

« Cette nouvelle méthode permet de faire des recherches sur le cerveau de manière indépendante du corps, nous permettant de répondre à des questions physiologiques de manière inédite », a déclaré le Dr Pascual. En d’autres termes, il est possible de vérifier les effets de certaines conditions – comme l’hypoglycémie – sur l’activité et les tissus cérébraux sans que le reste de l’organisme puisse intervenir, modifiant par exemple le métabolisme. Cela pourrait conduire à de nouvelles connaissances sur la physiologie du cerveau et à de nouveaux traitements médicaux innovants.

Comme spécifié, le dispositif pourrait également poser les bases de nouvelles machines dédiées au bypass cardiopulmonaire. Dans les dispositifs standard, le flux sanguin envoyé vers l’organisme est continu, tandis que l’EPCC garantit également une activité pulsatile, similaire à celle d’un cœur humain. Le débit continu des machines standard peut entraîner des effets secondaires sur le cerveau, comme l’ont expliqué les auteurs de la nouvelle étude. Les détails de la recherche « Maintenance of pig brain function under extracorporeal pulsatile circulatory control (EPCC) » ont été publiés dans Scientific Reports.