Как мы видим, в природе достаточно примеров восстановления после заморозки. Поэтому вполне разумно попытаться разгадать биологические механизмы, которые этот успех обеспечивают, и применить их на людях.
 Для начала давайте очень коротко пройдемся по главным проблемам охлаждения живых организмов. Главная проблема — это конечно образование кристаллов льда, которые могут повредить клетки, потому что кристаллы (а) колючие и (б) занимают больше места, чем исходная вода. Но не так это страшно, как выставляют это малограмотные противники крионики, пугающие нас взрывающимися при охлаждении клетками и прочими антинаучными глупостями. Во-первых, при охлаждении вода из клетки выходит в межклеточное пространство, поэтому при охлажденнии клетки наоборот уменьшаются, а не взрываются. А во-вторых, лед лишь на 9% объемней исходной воды, а у клеток есть куда больший запас эластичности, благодаря которому они могут благополучно переносить как увеличение или уменьшение своего объема, так и присутствие определенного количества льда в межклеточном пространстве. Ну а в третьих, криобиологи уже давно научились обрабатывать и клетки, и ткани, и целые органы криопротекторами — веществами, которые минимизируют образование кристаллов льда при заморозке. Вкупе с оптимальными режимами понижения температуры это позволило ученым уже много десятков лет замораживать (или витрифицировать, если быть точным) и размораживать как эмбрионы, так и целые органы. Вот таблица тех органов, которые ещё в далеком 1980-ом году ученые уже умели замораживать до -79°C и размораживать (источник): 
Из других проблем охлаждения можно отметить денатурацию (развёртывание) белков, но, к счастью, при понижении температуры эта денатурация чаще всего обратима. В отличие от повышения — сваренное яйцо обратно не разваришь. При этом, так как все химические реакции (а значит и биологические процессы) при понижении температуры замедляются, а потом останавливаются вовсе, вред от такой денатурации для замораживаемых организмов минимален. Ну и в конце списка проблем стоит упомянуть термические макротрещины, особенно часто образующиеся при понижении температуры ниже -140°C. Насколько они чреваты осложнениями вопрос пока открытый, но есть мнения, что их опасность невелика. Также на горизонте есть и новые технологии того как этих трещин можно было бы избежать — например, не давая температуре тела криопациента опускаться ниже -140°C: Давайте уже перейдем от теории к практике и посмотрим на экспериментальные данные — когда ученые пытались заморозить тех, кто сам этого делать не любит. Людей, например. Но для начала взглянем на животных. Различных насекомых успешно замораживали и размораживали еще 100 лет назад, этим никого не удивишь. Поэтому упомяну лишь несколько примеров. Многие слышали про неубиваемость Тихоходок (Tardigrada) — их и в космос отправляли, и до -196°C замораживали без всякой подготовки или криопротекторов. И ничего, те размораживались и жили дальше. Черви нематоды — это любимый модельный организм биологов. На них было отточена технология витрификации, дающая 100% выживаемость. Более того, также было показано, что их долгосрочная память сохраняется после многодневной заморозки при -80°C! Что очень важно для демонстрации сохранности личности после заморозки. В других экспериментах успешно был разморожен после охлаждения до -75°C Аляскинский жук (Upis ceramboides) — а это уже куда более крупное насекомое: Одни из первых важных опытов по заморозке млекопитающих были проведены еще в 1951 году (а самые первые были еще в 1912 году — когда Порфирий Бахметьев вводил в анабиоз летучих мышей — вот оригинал его статьи 1912 (!) года). В этих исследованиях без каких-либо криопротекторов замораживали крыс, и установили, что при понижении температуры до 0°C (но не ниже) можно добиться почти 100% выживаемости. Более того, некоторых крыс замораживали и размораживали многократно — некоторых аж по 10 раз. Также исследователи установили, что при быстрой заморозке (supercooling), когда вода еще не успевает превратиться в лед, некоторые крысы могут выживать и после охлаждения до -3°C: → PDF В тех же 1950-х другие исследователи замораживали хомячков, доводя их температуру до -1°C, и варьировали время заморозки для установления того, какое количество льда их организм может переносить. В этих опытах было показано, что аж до 60% воды в мозге может превращаться в лед без видимых поведенческих последствий для животных после разморозки. (Источник, Источник). Кстати, в исследованиях 1954–6 годов некоторые хомячки выживали даже после охлаждения ниже -3°C. Некоторых из них охлаждали до температуры тела между -3°C и -5,5°C, при которой их держали от 16 до 38 минут, а потом быстро нагревали и восстанавливали, после чего эти хомячки жили еще много месяцев без каких-либо проблем со здоровьем: Опыты с приматами (Galago crassicaudatus) в тех же 1950-х были менее успешны. После заморозки ниже 0°C (без криопротекторов!) приматы сначала восстанавливались, но потом более суток не проживали, умирая либо от отека легких, либо от внутрибрюшинного кровотечения (вызванного желудочным соком, диффузировавшим во время заморозки из желчных желез или желудка, и разъевшим брюшные ткани). Но графики охлаждения у них вполне впечатляющие: Двадцать первому веку тоже есть чем похвастаться. Долгое время почка оставалась самым сложным органом для криосохранения — после разморозки ее функция, увы, критически нарушалась. Но в начале 2000-х годов звезда криобиологии, Грегори Фэйи, смог взять этот рубеж. Кстати, довольно символично, что эти работы были сделаны под эгидой компании 21st Century Medicine. В своих опытах Фэйи удалял одну почку у кролика, витрифицировал ее до различных температур, а затем размораживал и пересаживал ее обратно донору, после чего удалял вторую, здоровую почку. В 2003 году Фэйи смог найти успешную комбинацию криопротекторов и довольно сложный протокол витрификации, которые позволили ему успешно охлаждать почки до -22°C или даже -45°C, а для двух кроликов он смог добиться охлаждения аж до -130°C. Правда, до -22°C или -45°C были успешно охлаждены почки более 30 кроликов, а из тех двух, чьи почки охлаждались до -130°C, один умер через 9 дней после обратной пересадки, а второй прожил 48 дней, после чего был забит для гистологического анализа. Кстати, это знаменитое фото, наглядно демонстрирующее разницу между замороженной и витрифицированной почкой, берет свое начало из еще более ранней работы Фэйи — 1984 (!) года: По сравнению с почкой, мозг считается криобиологами куда более приспособленным к криосохранению. Полностью или частично его удавалось замораживать или витрифицировать без структурных повреждений многократно. Более того, в нескольких работах было продемонстировано и сохранение его различных функций. Самыми интригующими были и остаются опыты японского криобиолога Исаму Суда. В 1966 Суда выпустил статью, где он утверждал, что смог детектировать электрическую активность в кошачьих мозгах после месяцев заморозки при -20°C. Вот выжимка с ЭЭГ из его работы: А вот так выглядел прибор для перфузии: В 1974 году Суда опубликовал свою следующую, куда более детальную работу. В ней он, в частности, показал, что даже после 7 лет заморозки при -20С кошачий мозг демонстрировал синхронизированную электрическую активность в течение нескольких часов после разморозки, хотя и худшего качества, чем у мозга, которые заморозке не подвергался. Также он сравнивал ЭЭГ “свежего” мозга и мозга после 5 дней хранения при -20С; их показатели были практически идентичны. Тут надо обмолвиться, что воспроизвести результаты Суды пока никому не удалось, правда, детально повторить шаг за шагом всю его методологию никто и не пытался. Перед выходом на пенсию, Суда передал все свои материалы и лабораторные журналы Грегори Фэйи, и тот не увидел в них каких-либо признаков фальсификации. При этом, Фэйи тоже проводил различные опыты по подбору оптимального протокола для криосохранения мозга. А в 2016 году он, совместно с коллегами из 21st Century Medicine, получил Small Mammal Brain Preservation Prize за технологию сохранения гистологической структуры мозга кролика. Правда, мозг этот был необратимо обработан (или зафиксирован) альдегидом, что делает невозможным его биологическое функционирование после разморозки, но это не отменяет важного значения этого достижения для криобиологии. А задолго до этого, еще в 2006 году, Фэйи совместно с Юрием Пичугиным продемонстрировали, что при правильном подборе криопротектора и протокола витрификации, срезы крысиного мозго отлично сохраняются даже после -130°C: более 90% образцов сохраняли свою структуру и даже потенциал для электрической активности (измеряемый через пропорцию ионов натрия и калия по сравнению с контролем). 

А в 2007 году 21st Century Medicine объявила, что она смогла подтвердить сохранение базовых электрических «способностей к обучению» (долговременная потенциация, long-term potentiation, LTP) нейронов в срезах головного мозга кролика после витрификации, а затем опубликовала эти результаты в 2012 году в книге «Cryopreservation of Precision Cut Tissue Slices»:

  Вот еще пара пациентов: Возвращаясь же к опытам Суды — в 2016 году канадские ученые опубликовали еще более изумительные (если не сказать неправдоподобные) результаты. Они смогли детектировать электрическую активность в человеческих мозгах, хранившихся более 20 лет в формалине: Формалин — известный фиксатор тканей, широко применяющийся в биологии для хранения различных образцов, так как он необратимо фиксирует состояние тканей на клеточном уровне. Грубо говоря, он “склеивает” клетки, превращая их в желе. Ожидать, что обработанные таким образом ткани могут сохранять хоть какую-то биологическую функцию, не мог никто. Хотя бы потому, что обработанные формалином клеточные мембраны разрушаются и перестают перекачивать протоны, а это теоретически необходимо для передачи электрических импульсов. Поэтому к результатам канадцев почти все относятся с большим скепсисом. Но при этом считать эти данные фальсификацией поводов нет, поэтому было бы очень полезно, если бы кто-то из уважаемых криобиологов, особенно с опытом работы с тканями мозга, попытался их воспроизвести. Почему так важны опыты, демонстрирующие способность мозга к восстановлению своих функций после краткосрочного или длительного перерыва в его работе (даже без заморозки)? Потому что они показывают, что крионика может сработать: ведь почти все нейробиологи соглашаются, что долговременная память, а значит и наша личность, закодирована в физических структурах мозга, а не в его электрической активности. Более того, электрическая активность мозга прекращается ниже +18°C, но это не несет каких-либо негативных последствий после восстановления гомеостаза. Это мы видим и на людях, перенесших глубокую гипотермию или операцию на мозге (источник1, источник2), и на экспериментальных животных — от нематод и хомяков до приматов. Причем технология остановки мозговой деятельности с последующим восстановлением была неоднократно валидирована в десятках экспериментов на животных, и даже уже проходит клинические испытания на людях в США — я имею в виду исследование EPR CAT по вводу в анабиоз и охлаждении до 10°C пациентов с огнестрельными ранениями. Вот описание исследования в Пабмеде: А вот статья про него же в Нью-Йоркере: Вот другой врач-реаниматолог, использующий охлаждение для восстановления пострадавших от инфаркта. Кстати, он верит, что в будущем мы сможем восстанавливать пациентов через 12 или даже 24 часа после наступления “клинической смерти”: До применения на людях, технология анабиоза с охлаждением была обкатана на наших весьма близких родственниках — свиньях. У них откачивали всю кровь, заменяя соляным раствором, и понижая температуру их тела до 10°C. В общей сложности, более 200 свиней прошли эту процедуру с успешным восстановлением: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18404056 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16456447 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4166101/ До свиней, очень схожая технология была опробована на собаках: А звезда крионики, Майк Дарвин, даже смог довести интервал бескровного анабиоза до 5 часов. То есть собака 5 часов находилась полностью без крови, а потом полностью восстанавливалась, включая долговременную память — узнавая знакомых людей и откликаясь на команды. Причем это был не единичный эксперимент. Совместно с Джерри Лифом, Майк провел целую серию таких экспериментов по “полному обескровливанию”: Также в 80-е был описан случай с кошкой, которая восстановилась после часа без сердцебиения, и это без всякого охлаждения. Все эти данные позволяют нам полагать, что даже при задержке в несколько часов между наступлением клинической смерти и началом перфузии криопациента, у последнего остаются шансы на будущее восстановление мозговых функций. Во-первых, потому что даже без охлаждения необратимые изменения в мозге начинают происходить только через 1–2 часа, а некроз нейронов начинается лишь через 4–6. А во-вторых, потому что мозг — очень пластичный орган, который умеет восстанавливаться после серьезных повреждений. Приведу несколько примеров такого восстановления. Вот, например, американский сенатор Гэбриэль Гиффордс, которой в 2011 году навылет прострелили мозг, а через полгода она опять вернулась на работу в сенат. На левом фото она в больнице, а на правом через несколько лет прыгает с парашютом. Или вот еще один случай успешного восстановления после простреленного мозга — Рейчел Барезински. Пуля прошла через весь мозг, но Рейчел выжила и восстановилась: Более того, некоторым людям удаляют даже целое полушарие:  А некоторым даже больше: И даже если другие части тела криопациента не будут подлежать восстановлению, то при сохранении мозга будет шанс восстановить его личность. Ведь опыты по пересадке головы были успешно проведены основоположниками трансплантологии, В.П. Демиховым и С.С. Брюхоненко, еще в 1930-е. На фото живая голова собаки, отделенная от тела:  
Сохранилось и видео нескольких таких собак — и от Демихова, и от Брюхоненко:

 Кстати, именно опыты Демихова положили начало пересадке почек и сердца, о чем говорил сам Кристиан Барнард — первый хирург, в успешно пересадивший человеческое сердце в 1967. Демихов также вдохновил и Роберта Вайта на пересадку головы макаки и другие исследования по пересадке мозга, в которых последний установил, что мозг не отторгается реципиентом, в отличие от других органов. Поэтому главная задача крионики — обеспечить максимальную сохранность мозга для будущей разморозки. Сторонники крионики любят шутить, что по планете уже ходят тысячи размороженных криопациентов. Доля правды в этой шутке есть — просто заморожены эти криопациенты были еще эмбрионами. Так что можно утверждать, что на Земле живет уже более 10 000 “крионавтов”, успешно перенесших заморозку, длительное хранение, и разморозку. Причем некоторые в этой заморозке находились годами: Эмбрион — это конечно здорово, но это всего 4 или 8 клеток. Нам известны и более значимые примеры. Например, женщинам, болеющим раком, удаляют яичники, чтобы уберечь их от химиотерапии, замораживают, а затем пересаживают обратно. И эти яичники функционируют: женщины, перенесшие эти процедуры, родили уже более 70 детей: К сожалению, пока криобиология не может похвастаться чем-то более существенным — например, восстановлением млекопитающего после температур ниже 0°C. Ходят слухи, что кто-то пытался сделать что-то подобное со свиньями, но подтвержденных данных пока нет.  Борец со старением