Was ist Biostase (auch Kryonik genannt)?

Am Anfang steht eine unbequeme Beobachtung: Was in der Medizin als «tot» gilt, hat sich im Laufe der Zeit verändert. Wer 1950 in kaltem Wasser ertrank, galt nach den damaligen medizinischen Kriterien als tot. Mit einem modernen Defibrillator und kontrollierter Wiedererwärmung könnte eine solche Person heute in vielen Fällen gerettet werden und das Spital lebend verlassen. Der Tod ist ein Prozess. An welchem Punkt wir ihn als unumkehrbar betrachten, hängt auch von den Möglichkeiten der Medizin ab.

Der Ansatz der Biostase knüpft daran an und wirft eine grundsätzliche Frage auf. Angenommen, die heutige Medizin kann einem Menschen nicht mehr helfen. Die körperlichen Strukturen, die seine Identität tragen, sind jedoch noch intakt, ist. Müssen wir diese Strukturen unwiederbringlich verloren geben? Biostase soll diesen Verlust verhindern. Damit ist nicht versprochen, dass sich künftig alle Probleme lösen lassen. Vielmehr sollen die Informationen erhalten bleiben, solange offen ist, ob eine Wiederbelebung möglich sein wird. Diese Überlegung bildet die Grundlage für die weiteren Beiträge dieses Codex. Wir erläutern deshalb vier Fragen: Was ist Biostase? Warum betreiben wir sie? Welche Schwierigkeiten gibt es? Und warum sind wir trotzdem zuversichtlich?

Was Biostase tatsächlich ist

Biostase bezeichnet einen Zustand, in dem die Vorgänge in einem biologischen System zum Stillstand kommen, während seine Struktur erhalten bleibt. Die chemischen Reaktionen kommen zum Stillstand, die Struktur bleibt intakt. Im Prinzip lässt sich dieser Zustand sehr lange aufrechterhalten. Grundlegend für diesen Forschungsbereich ist die Vorstellung, dass der Tod als Prozess gilt und kein punktuelles Ereignis ist.

Die Natur hat das längst vorgemacht. Bärtierchen und manche Frösche können Frost oder völlige Austrocknung überleben, indem ihr Stoffwechsel vorübergehend zum Stillstand kommt und anschliessend wieder einsetzt. Arktische Fische verfolgen eine andere Strategie: Sie bleiben auch bei Wassertemperaturen unter null Grad aktiv. Frostschutzproteine binden sich an Eiskristalle und verhindern deren Wachstum. Einen Stillstand der Lebensvorgänge zu überleben, ist keine Science-Fiction: Bärtierchen besitzen diese Fähigkeit von Natur aus. Beim Waldfrosch spielt Glukose eine entscheidende Rolle: Sobald er zu gefrieren beginnt, setzt seine Leber grosse Mengen davon frei, die ins Gewebe gelangen. Glukose ist ein natürliches Kryoprotektivum. Sie verhindert, dass sich im Inneren der Zellen Eis bildet, während das Wasser ausserhalb der Zellen gefriert. Ziel der Biostase ist es, einen vergleichbaren Zustand beim Menschen mit medizinischen Verfahren gezielt herbeizuführen.

Das dafür vorgesehene Verfahren heisst Kryonik. Die Begriffe Kryonik und Biostase werden häufig verwechselt. Biostase bezeichnet den Zustand, in dem biologische Vorgänge stillstehen und die Struktur erhalten bleibt. Kryonik bezeichnet das medizinische Verfahren, das einen Menschen nach dem rechtlich festgestellten Tod in diesen Zustand versetzen soll. Zunächst wird der Körper rasch gekühlt. Es folgt die Perfusion, bei der das Wasser im Körper durch Kryoschutzmittel ersetzt wird. Bei der anschliessenden Vitrifikation erstarrt das Gewebe glasartig, ohne dass sich schädliche Eiskristalle bilden. Zuletzt folgt die Langzeitlagerung bei −196 °C. Bei dieser Temperatur kommen biologische Abbauprozesse praktisch zum Stillstand. Der zuletzt verlinkte Artikel erklärt, warum diese Temperatur gewählt wird und durch welchen physikalischen Vorgang sie sich konstant halten lässt.

Warum wir das tun

Ein entscheidender Punkt fehlt in vielen Erklärungen: Warum betreiben wir Biostase? Unsere Motivation geht über das Interesse an der Technik hinaus. Über die gesamte Menschheitsgeschichte hinweg wurde der Tod als unausweichlich hingenommen. Täglich sterben rund 150.000 Menschen, die meisten an Erkrankungen, die früher unweigerlich zum Tod führten und heute behandelbar sind oder für die in absehbarer Zeit eine Behandlung möglich erscheint. Die Feststellung, dass jemand «tot» ist, bedeutet aus dieser Sicht häufig nur: «Wir können ihm noch nicht helfen». Entscheidend ist dabei das Wort «noch».

Vor diesem Hintergrund betrachten wir Biostase als einzige Möglichkeit, die körperlichen Strukturen des Patienten zu erhalten. Nach einer Erdbestattung oder Kremation liegt die Chance auf eine spätere Wiederbelebung bei exakt null. Bei der Biostase besteht aus unserer Sicht eine Chance grösser als null, dass die für die Identität eines Menschen entscheidenden Strukturen erhalten bleiben, bis die Medizin eine Wiederbelebung ermöglicht. Auch wer eine Wiederbelebung für unwahrscheinlich hält, kann in einer kleinen Chance einen entscheidenden Vorteil sehen: Bei einem Erfolg wäre viel gewonnen, bei einem Misserfolg bliebe der Tod endgültig. Sollte der Versuch scheitern, wäre der Tod auch ohne ihn endgültig gewesen. Sollte er gelingen, wäre ein Weiterleben möglich. Das ist ein Erwartungswert-Argument, keine Glaubensfrage. Eine ähnliche Überlegung liegt der Nutzung von Sicherheitsgurten und dem Abschluss von Versicherungen zugrunde. Hier geht es um den Verlust des eigenen Lebens.

Was wir tatsächlich erhalten

Die zentrale Annahme lautet: Ihre Identität hängt nicht von einzelnen Atomen ab, sondern davon, wie diese angeordnet sind. Erinnerungen, Persönlichkeit und das Gefühl der eigenen Identität sind in der physischen Struktur des Gehirns codiert, insbesondere im Muster der Verbindungen zwischen rund 86 Milliarden Neuronen. Die Atome selbst werden ständig ausgetauscht, während die Person dieselbe bleibt; was bleibt, ist die Anordnung. Damit befassen sich der Artikel «Erinnerung, Identität und das Gehirn» und der humorvollere Beitrag «was Sie zu Ihnen macht».

Trifft das zu, müssen bei der Konservierung nicht die Stoffwechselvorgänge der Zellen aufrechterhalten werden. Entscheidend ist vielmehr, die in ihrer Struktur gespeicherten Informationen zu bewahren. Ein vitrifiziertes Gehirn ist nicht aktiv. Ist seine Struktur intakt, bleibt jedoch das Muster erhalten, das die Person ausmacht, ähnlich wie der Text eines Buches auch dann erhalten bleibt, wenn ihn niemand liest. Nach dieser Vorstellung bleibt mit der Struktur auch die Identität der Person erhalten, selbst wenn sich die darin gespeicherten Informationen mit heutiger Technik noch nicht auslesen lassen. Auf dieser Annahme beruht der Anspruch, Biostase als technische Aufgabe zu behandeln.

Die ehrliche Liste der Herausforderungen

Die Schwierigkeiten müssen nüchtern und offen benannt werden. Wir legen diese Schwierigkeiten offen und setzen uns auch mit Einwänden gegen unseren Ansatz auseinander: Wir argumentieren schriftlich gegen uns selbst.

• Niemand kann heute einen kryokonservierten Menschen wiederbeleben. Die technischen Möglichkeiten, die Todesursache zu behandeln und die lebenswichtigen Körperfunktionen wiederherzustellen, fehlen bislang. Wir sagen unumwunden, dass eine Wiederbelebung derzeit nicht möglich ist. Biostase soll die Zeit bis zu einer möglichen künftigen Behandlung überbrücken. Ob eine solche Behandlung möglich sein wird, ist offen.
• Nach dem rechtlich festgestellten Tod zählt jede Minute. Sobald das Herz stillsteht, beginnen Abbauprozesse im Gehirn. Mit jeder Minute Verzögerung gehen weitere Strukturen verloren. Ein wesentlicher Teil der Arbeit besteht darin, den Patienten möglichst schnell zu erreichen und seinen Körper zu kühlen, um den zellulären Abbau zu begrenzen.
• Auch bei der Vitrifikation können Schäden entstehen. Kryoschutzmittel wirken leicht toxisch, und bei der Perfusion verteilen sie sich nicht vollkommen gleichmässig im Gewebe. Dadurch können Schäden entstehen. Die Hoffnung ist, dass trotz der Gewebeschäden die entscheidenden Informationen erhalten bleiben, selbst wo das Gewebe geschädigt wird, und die bewahrten Strukturen später eine Reparatur ermöglichen.
• Die Organisation muss Sie überleben. Die Lagerungsbedingungen und die Finanzierung müssen über Jahrzehnte, womöglich Jahrhunderte, gesichert sein. Dafür braucht es verlässliche organisatorische und finanzielle Grundlagen ebenso wie wissenschaftliche Erkenntnisse. Auf die Frage «Was geschieht, wenn der Anbieter scheitert?» muss es deshalb eine konkrete Antwort geben.

Warum wir trotzdem zuversichtlich sind

Warum das also tun, obwohl man das alles weiss? Weil wir diese Schwierigkeiten für technisch lösbar halten und in der bisherigen Entwicklung Fortschritte erkennen.

Entscheidend ist für uns die bereits erläuterte Annahme, dass die Identität eines Menschen in seiner Hirnstruktur erhalten bleibt. Nach dieser Annahme genügt es, die entscheidenden Strukturen zu erhalten; die Lebensfunktionen müssen dafür nicht aufrechterhalten werden. Nach heutigem physikalischem Verständnis lassen sich Strukturen bei −196 °C zeitlich unbegrenzt erhalten. Zudem werden Verfahren weiterentwickelt, die künftig für eine Reparatur infrage kommen könnten, darunter molekulare Maschinen sowie Methoden zur hochauflösenden Erfassung und Rekonstruktion von Strukturen. Mögliche Ansätze erläutern wir in den Beiträgen «wie eine Wiederbelebung gelingen könnte» und «der Wette auf die Nanotechnologie». Nichts davon erfordert neue Physik. Diese Ansätze betrachten die Wiederbelebung als biologische Aufgabe, die sich mit technischen Mitteln lösen lassen könnte. Für solche Lösungen gibt es in der Geschichte der Medizin zahlreiche Beispiele.

Beispiele aus der Natur zeigen, dass Lebensvorgänge zum Stillstand kommen und später wieder einsetzen können. Menschliche Embryonen werden zu Hunderttausenden kryokonserviert. Nach dem Auftauen und der Übertragung in eine Gebärmutter können sie sich weiterentwickeln und zur Geburt eines Kindes führen. Auch bei der Kryokonservierung ganzer Organe gibt es Fortschritte. Für Bärtierchen gehört diese Fähigkeit zur natürlichen Anpassung an extreme Umweltbedingungen. Dass Lebensvorgänge vorübergehend stillstehen und danach wieder einsetzen, ist biologisch möglich. Die Biostase soll dies auch beim Menschen ermöglichen.

Die Entscheidung für diesen Ansatz bildet die Grundlage der Arbeit bei Tomorrow.bio. Ihr liegt eine sorgfältige Abwägung der Chancen zugrunde. Die weiteren Beiträge dieses Codex erläutern die wissenschaftlichen Grundlagen, die Verfahren zur Konservierung und die medizinischen Massnahmen in den ersten Minuten. Der Codex erläutert auch, wie sich der Betrieb ein Jahrhundert lang finanzieren lässt, und diskutiert offen die Argumente für und gegen Biostase. Beginnen Sie dort, wo Ihre Zweifel am grössten sind.

Weiterlesen

• Für wen ist Biostase gedacht?
• Warum Kryokonservierung bei −196 °C?
• Wie eine Wiederbelebung gelingen könnte
• Kritisches Glossar