Užšaldymo ir prikėlimo iš mirusiųjų idėja nėra gimusi tik šiurpiose pasakose – gamtoje galima rasti gyvūnų, kurie gali užšalti ir laikinai „numirti“, o po to – prisikelti, pvz., kai kurie ropliai, varliagyviai, kirminai ar vabzdžiai. Štai pavyzdžiui, kai kurie nematodai (kirmėlės) „ištreniruoti“ atpažinti tam tikrus kvapus, prisikėlę po tokios „kriogeninės mirties“ gebėdavo prisiminti tuos kvapus. Tuo tarpu medvarlė (Rana sylvatica) žiemą sušąla į ledo gabalėlį, o pavasarį vėl sau smagiai liuoksi po balas. Deja, žmogaus audiniuose bet koks užšaldymo-atitirpinimo procesas stipriai pažeidžia ląsteles. Todėl vienas kriobiologijos mokslo tikslų – kuo geriau suprasti šį procesą ir kiek įmanoma labiau sumažinti jo padaromą žalą audiniams.
Iki šiol mokslininkai dar nepakankamai gerai supranta ląstelių lygyje vykstančius procesus užšaldant audinius, nors jau geba juos šiek tiek kontroliuoti. Proveržiui kriogenikos srityje būtina išspręsti dvi užduotis: sumažinti žalą užšaldant kūną ir paskatinti audinių atsigavimą atšildžius. Pirmojo proceso metu svarbiausia užkirsti kelią ledo kristalų formavimuisi, kurie tiesiog „suplėšo“ ląsteles ar audinius. Todėl užšaldymas turi tolygiai vesti prie „sustiklėjimo“ (angl. vitrification), išvengiant suledėjimo.
Tam mokslininkai naudoja paprastas medžiagas, kaip cukrus ir krakmolas, kad pakeistų ląstelėse esančio skysčio klampumą ir taip apsaugotų membranas nuo suplyšimo. Tuo tarpu kitos medžiagos, tokios kaip dimetilo sieros oksidas, etileno glikolis ar glicerolis, naudojamos neleisti susidaryti ledo kristalams ląstelęs viduje tiek šaldant, tiek atšildant audinius.
Tačiau pavojai tyko ne tik ląstelių lygmenyje. Sušaldytoje formoje audiniai įprastai yra biologiškai stabilūs. Biocheminės reakcijos ypač žemose temperatūrose sulėtėja, kol visiškai sustabdomos, todėl audiniuose nevyksta irimo procesai. Iš kitos pusės, atsiranda rizika, kad sušaldytuose audiniuose atsiras mikro įtrūkimai, kurie atšildant pridaro dar daugiau žalos.
Dar vienas rizikos veiksnys – epigenetika, kitais žodžiais tariant aplinkos poveikis mūsų genams, kas reiškia, kad staigus užšaldymas gali perprogramuoti kai kurias genetinio kodo vietas. Tiesa, mokslininkai jau yra išsiaiškinę, kad antioksidantai bei kitos medžiagos gali padėti spręsti šią problemą.
Viso kūno atšildymo irgi turi savų iššūkių, mat visi organai turi pradėti veikti beveik vienu metu, kitaip gali įvykti negrįžtami pažeidimai. Šiandien gydytojai jau moka atkurti kraujotaką organuose ir audiniuose. Be to, atšaldymas ne tik turi neigiamą, bet ir teigiamą pusę – jis sumažina traumos poveikį. Pavyzdžiui, žmonės nuskendę šaltame vandenyje ir vėliau atgaivinti patiria mažiau organų pažeidimų. Todėl ypač žemos temperatūros šiandien yra vis dažniau naudojamos chirurgijoje.
Ypač didelį proveržį kriobiologijoje pastaruoju metu skatina nevaisingumo gydymo metodai bei regeneratyvinės medicinos pasiekimai. Šiandien jau mokame saugiai atšildyti ir transplantuoti, užšaldytas ar „sustiklintas“ ląsteles ir audinius, pvz., kiaušinėlius, spermatozoidus, kaulų čiulpus, kamienines ląsteles, rageną ar odą.
Dar daugiau, pastaraisiais metais mokslininkai sugebėjo užšaldyti ir saugiai atšildyti įvairias kūno dalis, pavyzdžiui, pirštus ar kojas. Taip pat vis dažniau pavyksta užšaldyti, atšildyti ir sėkmingai persodinti sudėtingesnius organus (inkstus, kepenis, žarnyno dalis). Nors organų transplantacijoje vis dar naudojami atšaldyti, bet nesušaldyti organai, atsiranda vis daugiau sėkmingų pastarojo prceso tyrimų.
Tačiau yra dar neartų dirvonų – pavyzdžiui, smegenų sušaldymas. Eksperimentai, kuriuose būtų sušaldomos visos gyvūnų smegenys yra labai reti. Ir nors galbūt pavyktų atkurti kraujotaką smegenyse bei apsaugoti jas nuo didesnių fizinių pažeidimų, tačiau vis dar neaišku, kaip išsaugoti atmintį ir kitas smegenų funkcijas. O juk jei neišmoksime atgaivinti smegenų iš užšaldymo būsenos, proveržiai organų ar viso likusio kūno kriogenikoje bus beverčiai.
O kur dar pagrindinė priežastis, dėl ko kriogenika išvis atsirado – juk dar reikia ir pagydyti tą mirtiną ligą, kuri privedė prie mirties bei užšaldymo. Šiuo aspektu, gali būti tikslinga užšaldyti kūną dar prieš mirtį. Juk pavyzdžiui, jei žmogus serga demencija ar Alzheimerio liga, neverta laukti, kol jis mirs, nes iki to laiko smegenys bus neatstatomai pažeistos ir netgi atšildžius tokį „lozorių“ bus per vėlu kažką daryti. Tačiau toks užšaldymas, kai žmogus dar yra gyvas ir sąmoningas kelia nemažai teisinių ir etinių klausimų, panašiai, kaip ir eutanazija.
Dabartinėje situacijoje atrodo, kad vienintelis kelias – nanotechnologijų panaudojimas saugiam ląstelių, audinių bei organų užšaldymui ir atšildymui. Idėja paprasta – kad kažkada sukursime miniatiūrinius robotus, kurie patekę į mūsų ląsteles ir audinius, gebės juos suremontuoti ir sulopyti, taip suteikdami šansą prisikėlimui iš mirties šalčio. Nors kol kas ši sritis vis dar patenka labiau į mokslinės fantastikos nei realaus mokslo sferą, vilties spindulys yra, ypač matant kaip sparčiai šiandien vystosi nanotechnologijos.
