Dossier de TPE

La Cryogénisation

La Cryogénie

A - Histoire de la cryogénisation

La cryogénisation est une méthode scientifique qui permet de conserver par le froid.

En 1962, Robert Ettinger sort un livre intitulé La Perspective de l’Immortalité, où il aborde pour la première fois le mot « cryogénisation ».

Mais, les premières expériences de liquéfaction des gaz ont permis d’aboutir à la cryogénisation. En effet, Louis Paul Cailletet en 1877 liquéfie pour la première fois l’azote et l’oxygène, or, il avait un problème pour stocker ces gaz liquéfiés.

En 1892, James Dewar résout ce problème en inventant le premier récipient cryogénique. Appelé le vase Dewar, cet élément est utilisé en physique pour conserver des liquides chauds ou froids. Le vase est sous forme d’une bouteille, il contient deux couches et le peu d’espace entre elles empêchent la chaleur de s’échapper de la bouteille.

En 1908, Heike Kamerlingh Onnes liquéfie pour la première fois l’hélium, c’est le deuxième liquide utilisé pour cryogéniser.

Ces chercheurs ont permis d’aboutir aux expériences réalisées à la fin du XXème siècle et ainsi de permettre aux autres scientifiques d’expérimenter la cryobiologie.

Le premier homme à avoir été cryogénisé fût James Bedford le 12 janvier 1967, il était atteint d’un cancer incurable et a servi d’expérience au Docteur Cooper qui prétendait avoir trouvé la méthode pour cryogéniser.

En effet, il espérait que la médecine moderne aurait trouvé un moyen de guérir le cancer, et que la cryogénisation soit réversible, de plus, les initiateurs de ce mouvement scientifique s’appuient sur les avancées scientifiques à venir pour consolider leurs idées.

De nos jours, nous utilisons ce processus pour conserver des corps, mais la neurovitrification existe aussi et permet de conserver uniquement la tête et le cerveau d’un individu dans le but de greffer l’ensemble sur un autre corps, selon les scientifiques, le cerveau renferme l’information de la personnalité, de la mémoire et de l’identité.

Lors de la Guerre Froide et pour concurrencer les soviétiques dans le monde de la recherche, Robert J.White un neurochirurgien américain a transplanté pour la première fois le 14 mars 1970 la tête d’un chimpanzé sur l’un de ses congénères, l’animal n’a survécu qu’une journée, seule sa tête bougeait, le reste de son corps était paralysé, les connections des terminaisons nerveuses n’étaient pas correctement faites.

L’expérience fut perfectionnée, retentée et réussie, les singes pouvaient vivre une vie « normale », mais furent euthanasiés pour des raisons d’éthiques.

Grâce à la réussite de son expérience, Robert J.White voulait exercer le même procédé sur des humains afin de les préserver et de prolonger leurs vies lorsqu’ils étaient atteints de maladies qui n’affectaient pas la tête et le cerveau ou bien afin de « remplacer » le corps d’un paraplégique sur celui d’une personne en état de mort cérébrale, mais, par raisons d’éthique il ne l’a jamais fait.

Le premier institut de cryogénisation est Alcor Life Extension Foundation, il a été créé en 1972 par Fred et Linda Chamberlain, il se situe en Arizona aux Etats-Unis.

Puis, Cryonics Institute a ouvert ses portes en 1976 au Michigan aux Etats-Unis, le fondateur principal est Robert Ettinger.

Le troisième institut se trouve en Russie, à Moscou et se nomme Kriorus, il a été fondé en 2005 par Danila Medvedev.

 Voir les annexes(Voir Annexe 1)

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B - Qu'est-ce que la cryogénisation

La cryogénisation se déroule en plusieurs étapes :

La vitesse de développement du métabolisme peut être considérablement ralentie à cause de températures extrêmes. La cryogénisation utilise ce phénomène en permettant de conserver les cellules et les matières organiques à très basse température. En effet le métabolisme est réduit seulement lorsqu’un individu est exposé au grand froid, seul le cerveau présente encore une activité électrique. Le froid est également utilisé pour la conservation, en effet il assure la conservation des fonctions vitales (activités biologiques des cellules et des tissus). Ainsi, les réactions biochimiques possèdent des températures optimales : le temps de réaction s'exprime en général en fonction de la température. Si la température baisse, la réaction devient très longue. Dans le cas d'une congélation la plupart des réactions sont quasiment arrêtées, le cycle cellulaire s’arrête.

Les basses températures diminuent l’activité enzymatique qui dégrade les cellules. Cette perte d'activité empêche la catalyse enzymatique, réduisant les réactions dégradant la cellule.

A une température de -45°C, la quasi-totalité des réactions enzymatiques sont stoppées ou considérablement ralenties car la structure quaternaire des enzymes est entièrement modifiée.

L’assemblage des ribosomes est inhibé, entrainant une diminution des synthèses protéiques. La fluidité des membranes est réduite et l’ensemble des fonctions telles que le transport des ions ou des nutriments sont touchées. Cette réaction engendre une diminution de la formation de microbes. Les bactéries de la même manière que les enzymes, sont également ralenties. De plus, leur multiplication et leur prolifération est stoppée en dessous -25°C.
Par conséquent, les molécules d'ADN gardent une faible activité afin de conserver l'intégrité de la cellule. En effet, les organismes ne peuvent survivre durant de longues périodes seulement s’ils maintiennent un minimum d’activité cellulaire afin que la cellule ne meurt pas.

Voir les annexes(Voir Annexe 2)

Mais que se passe-t-il lors de la fusion de l’azote ?

Par le biais de chaines de fusion les particules fusionnent en éléments beaucoup plus compacts et beaucoup plus lourds dans l’espace.

Ce phénomène est permis par la température très basse exerçant une pression sur les atomes engendrant cette compaction, ainsi une substance liquide est obtenue. Impérativement conservée à sa température de fusion elle s’évapore à température ambiante sous forme de fumée blanche puis invisible en se dispersant dans l’air. En effet, l’air est composé à 78% d’azote, 21% d’oxygène et 1% d’autres gaz.

Voir les annexes(Voir Annexe 3)

Le volume de gaz est 500 000 fois plus grand que le volume de liquide.

L’azote liquide va permettre de geler les cellules du corps sans les casser. Cette propriété est la principale raison de son utilisation en cryogénisation. En effet le liquide va stopper le cycle cellulaire tout en conservant la cellule dans un état ultérieurement apte à la continuation du cycle cellulaire.

Par exemple cette cellule eucaryote quelconque a été gelée dans de l’azote liquide à la phase de mitose.

Voir les annexes(Voir Annexe 4)

Cela permet en outre, de conserver des matières organiques. L’être humain est composé de milliards de cellules, ainsi cette méthode est théoriquement applicable à celui-ci. Lors du gel les atomes sont maintenus à distance et ne peuvent pas interagir. Ce phénomène généré par le gel permet l’arrêt du développement du corps cryogénisé et donc sa conservation. La cryogénisation est donc un mode de conservation théoriquement fiable et applicable à l’homme.

Mais, lors de la congélation, des cristaux de glace pourraient se former à l’intérieur du corps, en effet, un organisme est composé à 60% d’eau, et ainsi endommager les structures cellulaires, les endommagements sont totalement irréversibles et irréparables, c’est le problème majeur de la cryogénisation.

Voir les annexes(Voir Annexe 5)
Ainsi, à partir d’observations sur des animaux arctiques pouvant vivre à d’extrêmes températures le phénomène de vitrification a été inventé.

Par exemple, la grenouille des bois pour résister aux températures drastiques de l’Alaska, pendant l’hiver elle gèle son corps et suspend ses fonctions vitales telles que la respiration et la circulation sanguine. Pour se faire, son foie produit du glycérol en grande quantité ce qui permet de conserver son corps et d’éviter ainsi la dégradation des cellules. Le sucre agit donc comme un cryoprotecteur ou antigel.

Voir les annexes(Voir Annexe 5)

Des expériences de cryogénisation ont déjà été réalisées sur des animaux.

En effet, un poisson a été ressuscité après avoir été congelé dans de l’azote liquide. Cependant, il faut noter que le poisson avait des caractéristiques antigel lui permettant de garder le sang fluide (aucuns cristaux ne seront formés).

La vitrification durcie l’eau sans formation de cristaux de glace grâce aux cryoprotectants, c’est pourquoi des précautions sont nécessaires à la cryogénisation, effectivement, le sang de l’être humain doit être au préalable vidé pour être remplacé par un liquide spécial évitant le gel, le liquide antigel, et la dégradation des vaisseaux sanguins (et surtout du cœur) par l’azote liquide. Ce liquide va se solidifier pour limiter au maximum la formation de cristaux lors du passage à la température critique (-196°) appelée température de transition vitreuses, signifiant que les tissus sont protégés, la reproduction cellulaire est stoppée.

Voir les annexes(Voir Annexe 6)

En France, la cryonie est considérée comme un mode de sépulture et non comme un traitement médical. À ce titre, elle n'est pas tolérée car contrevenant à l'ordre public au même titre que l'embaumement.

Les seuls modes de sépulture autorisés en France sont l'inhumation et la crémation. Au Canada, dans la province de la Colombie-Britannique, la promotion de la cryonie est interdite, mais pas comme choix de fin de vie.

Chez les humains, nous devons obligatoirement attendre la mort légale (donc la mort cérébrale de l’individu) avant de le cryogéniser.

Il est nécessaire que le processus de cryogénisation soit enclenché très rapidement après la mort de ce-dernier. Effectivement, 24 heures seraient trop longues. Ceci est dû au fait que si on attend trop, les organes se dégraderont et mourront, et le cerveau s’éteindra (la mort cérébrale sera trop avancée).
Une personne peut être cryogénisé pendant un maximum de 1000 ans, sinon, l’ADN risque d’être endommagé. De plus réveiller quelqu’un de sa cryogénie pourrait déchirer les tissus lors du réchauffement, ou on pourrait ne pas réussir à le faire revivre. En attendant d’avoir la certitude d’une réanimation possible, les scientifiques n’ont pas essayé de sortir une personne cryogénisée à ce jour. Pour les opposants, la pratique actuelle de la cryonie ne devrait pas pouvoir se justifier, compte tenu des limitations actuelles.

L'argument de base en faveur de la cryonie est que la mémoire, la personnalité et l’identité sont stockées dans la structure chimique du cerveau. Mais bien que cette hypothèse soit communément acceptée en médecine, et que l'on sait que l'activité cérébrale peut rester un moment à l'arrêt et reprendre ensuite, l'idée de pouvoir conserver un cerveau avec les méthodes actuelles de façon suffisamment satisfaisante pour permettre sa résurrection reste mal acceptée.

Le coût de la cryonie varie fortement, allant de 28 000 $US pour la conservation d'un corps entier chez Cryonics Institute, jusqu'à 80 000 $ pour une neuroconservation et 200 000 $ pour la cryoconservation de tout le corps chez Alcor ou la American Cryonics Society.

Bien qu'il semble que la cryonie soit une branche lucrative pour certaines sociétés, les coûts auxquels ces sociétés doivent faire face ont été étudiés et se trouvent être comparables à ceux des transplantations chirurgicales importantes. Cryonics Institute est une société à but non lucratif ; si le membre change d'idée, Cryonics Institute remboursera le client-patient qui a payé le forfait de 28 000 $.

Voir les annexes(Voir Annexe 7)

La méthode la plus courante pour régler la note est l’assurance-décès. Les défenseurs de la cryonie disent volontiers que celle-ci est particulièrement bon marché pour les jeunes en santé, rendant donc la cryonie « accessible au plus grand nombre » des habitants des pays industrialisés qui seraient véritablement intéressés. Le coût final via cette option fait en sorte qu'il n'y a pas une grosse différence de prix avec l'inhumation.

Début 2015, ce sont 272 personnes qui ont été cryogénisées dans le monde. Le patient cryogénisé le plus célèbre est probablement le joueur de baseball Ted Williams. La rumeur disant que Walt Disney serait cryogénisé est fausse, celui-ci ayant été incinéré et ses cendres placées à Los Angeles.

Depuis peu, il est possible de cryogéniser le cerveau dans son intégralité, c’est la neutrovitrification : celle-ci consiste à seulement cryogéniser la tête (et le cerveau) pour qu’elle, lors du réveil, soit transplantée à un nouveau corps. Au fil du temps des améliorations technologiques permettent d’augmenter la fiabilité de la cryogénisation. Par exemple des ordinateurs permettant de régler automatiquement la température en fonction du risque de la formation de cristaux dans le cerveau.

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