В сотрудничестве с Сергеем Чечулиным впервые в мире создают аппарат искусственного кровообращения - автожектор. Благодаря этому аппарату было доказано, что голова может жить отдельно от тела, так с помощью автожектора собачья голова жила 1 час 40 минут . Лежащая на блюде собачья голова открывала и закрывала глаза, высовывала язык, реагировала на прикосновение и даже проглатывала кусочек сыра или колбасы. Также учёный-экспериментатор Владимир Демихов в 1954 году занимался пересадкой второй головы собаке (всего им было создано 20 двухголовых собак).
Практические трудности
При пересадке мозга существует несколько серьёзных трудностей, без решения которых не удастся произвести успешную трансплантацию :
- Реиннервация - восстановление проводящих путей в центральной нервной системе.
Дело в том, что головной мозг связан с телом огромным количеством нервных волокон и проводников, многие из них проходят через спинной мозг , но разрушенные или повреждённые пересечённые нервные волокна головного и спинного мозга в дальнейшем сами практически не регенерируют, то есть не восстанавливаются.
Решение: искусственная регенерация нервных волокон.
- Тканевая совместимость - если ткань различается с тканью организма, то начинается отёк. Отёк начинается не сразу, а через несколько часов или дней. Является основной и главной причиной гибели мозга при трансплантации. Имеет свои специфические особенности, отличительные от преодоления тканевого барьера при пересадке внутренних органов.
Решение: изучение процессов тканевой совместимости, подавление отторжения.
- Регенерация нервной ткани - при пересадке мозга почти всегда повреждается нервная ткань , сама она регенерирует плохо.
- Иммунобиологическая реакция организма - неизвестно, как отреагирует иммунитет тела реципиента на новый головной мозг , возможно иммунитет может дать сбой или даже перестать работать.
- Техника проведения операции - так как головной мозг связан с телом огромным количеством нервных волокон и проводников, следует все их сшить, что само по себе является очень сложной задачей, в противном случае человек или животное не сможет «управлять» своим новым телом.
Применение в будущем
В массовой культуре
Впервые это понятие встречается в фантастической литературе начала XX века. Как правило, авторами заявлялось, что подобные операции в созданном им мире выполняются для сохранения сознания общественно значимых людей, и для того, чтобы скрывать преступления, путём смены тел. Также в некоторых произведениях можно встретить описание пересадки мозга как методики продления жизни.
- В произведениях Александра Беляева «Изобретения профессора Вагнера » осуществляется пересадка мозга человека, погибшего в результате несчастного случая, в тело слона. В произведении «Голова профессора Доуэля » осуществляется пересадка головы на тело погибшего от несчастного случая.
- В фильмах ужасов «Франкенштейн» (1931) , «Проклятие Франкенштейна» (1957) , «Месть Франкенштейна » после трансплантации мозга оживает созданный
Недавно в Польше 19-летняя пациентка начала общаться с хирургами во время операции по удалению раковой опухоли головного мозга. Девушка очнулась от наркоза еще до окончания манипуляций врачей и рассказала им о своих домашних питомцах – кошках. Ее мозг при этом был открыт. Как полагают медики, молодая женщина была не в состоянии что-то видеть или чувствовать, однако это не помешало ей адекватно вести беседу. Быть может, какое-то воздействие на мозг привело к тому, что анестезия не подействовала. Но, так или иначе, вопрос о неизвестных возможностях мозга тоже пока остается открытым.
Почему пациенты во время операций на мозге вдруг начинают говорить? Может ли мозг существовать отдельно от тела? И для чего это нужно? Об этом в интервью «Росбалту» рассказал психофизиолог, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов на биологическом факультете МГУ Александр Каплан.
«Пятая часть операций на мозге проходит без общего наркоза…»
Александр Яковлевич, вас удивил этот случай? Ситуация, когда пациент начинает непринужденно общаться под скальпелем нейрохирурга, – исключительное явление?
Ничего исключительного и даже удивительного тут нет. Можно сказать - обычное дело. Наверное, пятая часть подобных операций проходит вообще без общего наркоза. Врачи делают это умышленно: обкалывают обезболивающими веществами кожу на голове, а затем выпиливают кусочек черепа, то есть обходятся местной анестезией. Это важно, поскольку реакции находящегося в сознании пациента служат дополнительным контролем правильности действий хирурга. Например, если оперируется часть мозга вблизи моторных зон, то неосторожное касание их сразу же становится заметным - из-за этих действий начинают двигаться конечности или пальцы пациента.
При этом врачи общаются с пациентом, задают ему вопросы?
Общаются, задают вопросы – именно так. Например, спрашивают: «Что вы чувствуете?». Человек может ответить: «Вот сейчас онемела рука». Для хирурга это руководство к действию. А если манипуляции происходят вблизи речевой зоны, пациента просят непрерывно говорить: если его речь начинает замедляться, а язык заплетается, это означает, что хирурги вышли за участок возможного оперативного вмешательства, надо отступить.
В сообщениях о феномене пациентки, заговорившей с открытым мозгом, есть фраза: «Медики предполагают, что какое-то воздействие манипуляций на мозг привело к тому, что анестезия не подействовала…». Могло быть такое?
С научной точки зрения довольно трудно вообразить воздействие, из-за которого пациент вдруг выйдет из-под общего наркоза. Наркотизирующие вещества действуют напрямую на мембраны нервных клеток. Клетки подтормаживаются, и пациент теряет чувствительность, засыпает. Как же можно подействовать на мозг каким-нибудь словом или веществом, чтобы вдруг все его клетки пришли в норму разом?
Ну, может быть, залезли скальпелем куда-нибудь не в ту зону…
Наркоз не зависит от какой-то конкретной области мозга - только от тотального действия анестетического вещества на все нервные клетки. Поэтому, в какую бы зону вы ни «залезли», анестетик не исчезнет из крови, и его влияние на мозг тоже.
«Мозг может прожить без тела три дня…»
Насколько вообще можно раскрыть череп, чтобы пациент оставался в сознании и говорил? А совсем вынуть мозг из черепной коробки - это возможно?
На десять квадратных сантиметров, например. Потом черепную косточку, которую аккуратно выпиливают во время операции, вставляют обратно, и, как правило, происходит ее полное заживление. Конечно, такое воздействие должно быть коротким. Нельзя снять с мозга кусок черепа и пустить человека гулять. Естественно, что тут же произойдет заражение крови, и нескольких дней, а то и часов будет достаточно, чтобы наступила смерть. Но если действовать одномоментно, как при нейрохирургических операциях, то можно раскрыть большие области мозга - при этом сам он не повреждается и продолжает функционировать.
Эксперименты по пересадке мозга, насколько знаю, были, но ставились они не на людях, а на обезьянах. Делалось это в США. Мозг полностью вынимали из головы животного, после чего он плавал в физиологическом растворе отдельно от тела…
Головной мозг отделяли от спинного?
Для нейрохирургии это не проблема. Проблема – насколько долго после этого головной мозг будет жить.
А в другое тело его не «вставляли»?
Это не имело смысла: соединить все разрезанные нервы вне черепа все равно пока невозможно. Американцы хотели понять, насколько вообще реально выделить мозг из черепа, сохранив его жизнедеятельность. Они провели такую операцию, и более-менее удачно. Мозг обезьяны мог прожить отдельно один, два, три дня – но не больше. Пересадка - очень травматическая процедура, и, конечно, при этом мозг неизбежно повреждается. В черепной коробке останутся находятся все его оболочки, нервы, сосуды, кровоснабжение… Вне ее он – глубокий инвалид.
Как после пересадки определяли, что мозг жив?
Ученые регистрировали его электрическую активность. Но насколько она была нормальна? Авторы эксперимента об этом не сообщили…
«Пересаживать голову без медицинских показаний – преступление…»
Почему на обезьянах это получилось, а об успешных экспериментах такого рода на людях ничего не слышно?
Я не думаю, что кто-нибудь проводил такие эксперименты с человеком. По медицинским показаниям подобные операции не нужны. А если медицинских показаний нет, то это стало бы уголовным преступлением.
В том случае, если пациент не дал согласие на пересадку?
В любом случае. Даже если бы и дал, и если бы о своем безусловном согласии на эксперимент заявили все его родственники. Операция считается противоправной, когда проводится не по показаниям сохранения жизни. Это закон, принятый во всех цивилизованных странах, причем закон очень жесткий. Допустим, во время нейрохирургической операции вскрывается череп, и какой-нибудь любопытствующий ученый попросит хирурга выпилить кость немного больше, чем это необходимо. Что произойдет? Любой хирург откажется. Потому что, если он этого не сделает, то будет преследоваться по закону, а при летальном исходе - вплоть до наказания за убийство.
Как же тогда быть тем ученым, которые хотят ставить эксперименты по жизни мозга вне тела?
Как при испытании лекарств – делать все сначала на животных. Понятно, что это длительная процедура. У нас в МГУ был опыт разработки лекарства, которое сейчас продается в аптеке. Так вот, на тестирование лекарства по всем статьям ушло 15 лет: 10 лет - на опыты с животными, и 5 лет - на клинические испытания.
Как могут развиваться события, если предположить, что эксперименты по отделению мозга от тела на обезьянах увенчаются успехом? Живой мозг, допустим, шимпанзе, плавает в растворе, все хорошо. Следующий шаг – сделать то же самое с человеком. Но есть же законы. Все равно - тупик?
Тут нужен веский мотив. Невозможно воплощать в жизнь абсолютно все, что заблагорассудится какому-нибудь исследователю. Необходимо обоснование – для чего он это делает. Для собственного любопытства, или для того, чтобы человеку было хорошо? Зачем нужно, например, чтобы живой человеческий мозг плавал в физрастворе? Какие-нибудь ученые, в конце концов, возможно, смогут разработать такую технологию. Но для чего?
«Если создавать киборга, то какие функции будет выполнять мозг? Роль мощного процессора?»
Но ведь с этим, вроде бы, уже определились. Как известно, ведущие российские специалисты в области интерфейсов, робототехники и искусственных органов занимаются разработками в области киборгизации человека – например, создания протеза мозга, или помещения живого человеческого мозга в искусственное тело (аватар). В этом проекте принимаете участие и вы сами…
Задумки и разработки – все-таки разные вещи. Одно дело – продумывать варианты жизни мозга без тела, задавать верхнюю планку научному достижению. И совсем другое - делать реальные исследования. Во всех таких научных проектах, где речь идет о пересадке головы или изолированного мозга, нужно решать, прежде всего, чисто прикладные медицинские проблемы. А дальше - время покажет.
Например, у пациента часть мозга повреждена и перестала функционировать. Либо человек умрет, либо будет жить с чипом-протезом. Значит, нужно вести исследования для того, чтобы в итоге создать протез этого кусочка мозга. Может быть, прогресс покажет, что можно сделать протез и второго кусочка мозга, и третьего, и четвертого… До какого предела – предсказать невозможно. В США, как мне известно, при экспериментах на крысах уже удается создать протезы части мозга, связанной с памятью. Скоро, видимо, это будет сделано на обезьянах. Однако придется еще очень долго доказывать, что все это хорошо, безопасно и может быть применено на человеке – например, для страдающих потерей памяти.
И что в итоге? Выходит, перемещение мозга в искусственное или другое живое тело все-таки возможно? Но как преодолеть барьер законов, которые не разрешают это сделать?
Очень просто. Во-первых, надо показать на животных, что это возможно. Предположим, доказали. Но мозг, который пересаживается в другое тело, будет вначале отсечен от всего – от слуховых и зрительных нервов, от спинного мозга, то есть от всех органов чувств. В чужеродном теле мозг все равно не будет ничего ощущать. И вот такой «слепой», ничего не чувствующий мозг, пересаживается в другой организм. Нужно пришивать к нему чужие нервы… А как именно? И что будет потом?
А если перемещать мозг в искусственное тело, то есть создавать киборга, – то какие функции будет выполнять мозг? Роль мощного процессора? В таком случае мы в явном виде нарушим права человека. Что произойдет с психикой, с личностью человека? Сохранятся ли у этого мозга высшие психические функции – сознание, мышление, эмоции? Ведь он будет поставлен в исключительные, небывалые, тяжелейшие клинические условия. Будет ли это нормальная психика - или уже непоправимо израненная?
Но вместе с тем, какие еще могут быть варианты, если тело уже не может поддерживать жизнедеятельность мозга? Трансплантация его в другой «носитель» может стать единственным возможным выходом. Значит, не надо останавливать подобные научные проекты. Они могут пригодиться в будущем – как минимум, в медицине.
Владимир Воскресенский
На сегодняшний день вероятность трансплантации мозга совсем недавно рассматривалась, как теория переселения душ.Однако многие ученые трудятся в этой области и достигли нереальных, до недавнего времени, результатов.
Возможность операции по трансплантации головного мозга могла бы помочь миллионам людей. Поставить на ноги инвалидов. Восстановить зрение и слух. И возможность спасать людей с болезнями опорно-двигательной системы. Прогресс в этой сфере поможет не только трансплантировать головной мозг в другое тело, но и восстановить поврежденные нервные соединения в позвоночнике у обездвиженных людей.
Однако существует и обратная сторона медали. Как воспримет человеческий мозг такой стресс? Как это повлияет на психику? Не породит ли это желание жить вечно? Какие последствия понесет за собой такой шаг в нейрохирургии?
Операции по трансплантации входят в класс самых сложных по проведению. Даже при пересадки любого более простого органа огромную роль играет «сращение» нового органа с телом. Каждый орган состоит из нескольких видов тканей миллионов сосудов и нервных соединений. Любое нарушение нервных волокон преграждает путь сигналам, посылаемым в головной мозг и обратно. Повреждение тканей просто неизбежно при трансплантации. Необходимо много времени, чтобы имплантат с организмом адаптировались друг к другу и восстановились все кровеносные и нервные связи.
Огромную роль в этом процессе играет иммунная система человека. Особенность работы иммунитета заключается в отторжении всех инородных тел из организма. В том числе и нового органа. Для угнетения работы иммунной системы пациент получает специальные препараты (иммуносупрессоры). Это помогает прижиться имплантату, но увеличивает риск заражения другими заболеваниями.
Головной мозг нельзя сравнивать ни с каким другим органом. Между головным и спинным мозгом связь передается через самый крупный нерв в организме. Восстановление этого нерва после полного повреждения еще небыли зафиксированы. При его разрезе или разрыве головной мозг не способен посылать сигналы организму. Контролируемыми остаются только мимические мышцы лица и жевательные функции. Ни один орган в теле не получает больше импульсов к действию. В том числе легкие и сердце. Человек умирает. А если и останется жить, то все, кроме головы будет атрофировано.
Мозг нельзя извлекать из черепной коробки. Повреждения неизбежны. И даже если удастся пересадить его и приживить, человек будет страдать болезнями, определенных частей головного мозга. Пересадка головного мозга возможна только вместе со всей головой. На сегодняшний день это невозможно. Однако СерджиоКанаверо так не считает и уверенно заявляет, что он пересадит голову с одного тела на другое.
В Турине на конференции нейрохирургов итальянец СерджиоКанаваро заявил, что нашел решение в проведении цефалосоматического анастомоза. Простыми словами, он знает, как трансплантировать голову от одного человека к другому.
СерджиоКанаваро давно занимается исследованиями в этой области. Им были проведены операции по пересадке головы крысам. Все трансплантации прошли успешно. Подопытные выжили и восстановили контроль над опорно-двигательной системой на 60%.
Канаваро, не останавливаясь на достигнутом, принял решение о цефалосоматическом анастомозе на приматах. головы была проведена, и итальянец заявил, что операция прошла успешно. Подопытная обезьяна прожила сутки и была усыплена врачами. Дальнейшее восстановление примата было невозможным из-за несоответствия совместимости донорского тела и трансплантируемой головы. Иммунитет обезьяны отторгал инородный орган.
СерджиоКанаваро заявил, что успешно соединит нарушенную связь между спинным и головным мозгом человека и проведет операцию с помощью команды нейрохирургов. И даже обозначил, что это произойдет в 2017 году. Он и его китайские коллеги активно трудятся над разработкой этого проекта.
Как будет проходить цефалосоматический анастомоз?
Отделение ствола головного мозга будет проходить при помощи специального ножа из нитрата кремния, с алмазным лезвием. При его помощи можно уменьшить повреждение тканей во много раз.
Туловище и голова подопытного охлаждается до 15 0 С. Это нужно для замедления процессов в тканях, в том числе и уменьшение потребляемого кислорода.
Видео
В Китае впервые пересадили голову от одного мертвого человека к другому. Изначально планировалось, что на тело донора будет пересажена голова российского программиста Валерия Спиридонова, но история имела печальный конец. Хирург отказался оперировать пациента из России.
В пятницу 17 ноября в Китае прошла первая в мире пересадка человеческой головы. Правда, голова была пересажена с одного мертвого тела на другое.
Смысл такой пересадки был в том, чтобы успешно соединить спинной мозг, нервы и кровеносные сосуды. И как заверил хирург Серджио Канаверо, это ему удалось вполне успешно. Ранее планировалось пересадить голову российскому программисту Валерию Спиридонову. Но эта история закончилась печально — операция была отменена.
Начало истории
Напомним, в начале 2015 года итальянский врач Серджио Канаверо заявил, что готов пересадить голову от живого добровольца на донорское тело. Эту информацию увидел российский программист Валерий Спиридонов, и не мог не откликнуться. Дело в том, что Спиридонов страдает врожденным заболеванием - синдромом Верднига-Гоффмана. Из-за этого у него практически полностью атрофированы мышцы спины. То есть 32-летний парень практически обездвижен, и со временем эта ситуация усугубляется. Хирург встретился с Валерием лично и убедился в искренности его намерений, в готовности пойти на риск.
Факт! Не смотря на то, что Валерий практически не может двигаться без помощи инвалидной коляски, он ведет активную жизнь. Парень работает с 16 лет, он успешный программист. Много путешествует, постоянно общается с интересными людьми. Поэтому, как он сам сказал в интервью, не стоит думать о том, что он хочет уйти из жизни таким вот способом.
Операция была назначена на декабрь 2017 года. Врач и пациент не сомневались - найти донора будет сложно. Но возможно, ведь ежедневно люди попадают в смертельные автомобильные аварии, а некоторых приговаривают к смертной казни. Именно среди них планировалось найти донорское тело.
Однако, эти планы так и не осуществились. Дело в том, что спонсор операции — Правительство Китая настаивает на том, чтобы пациентом был гражданин этой страны. Кроме того, важно, чтобы донор был той же расы, что и пациент. Пересадить голову Спиридонова на тело китайца не представляется возможным. Вот почему все приготовления к операции пришлось заморозить. И сложно сказать, будет ли Спиридонов прооперирован в будущем.
Суть операции
Ранее Серджио проводил подобные успешные эксперименты лишь на мышах. Он пересаживал голову от одной мыши к другой. А вот операция по пересадке головы обезьяне была проведена неудачно. Во-первых, не был соединен спинной мозг, а лишь кровеносные сосуды. Во вторых, животное после испытывало сильные мучения, и врачам пришлось усыпить его спустя 20 часов. Вот почему многие ученые в ужасе от того, что собрался делать Ганаверо.
Сам хирург настроен весьма оптимистично. Он заявляет, то обязательно будет делать подобные операции вновь. Кроме того, в будущем он планирует пересадить мозг пожилого человека в тело молодого донора. А значит, по его словам, можно будет победить смерть.
