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
Уже давно не является чудом трансплантация различных органов: сердце, почки, печень, костный мозг успешно приживаются в новом теле. Однако до сих пор недоступной являлась операция по пересадке мозга от одного человека другому, хотя ученые-медики неустанно ведут поиск решения этой задачи.
Центральный отдел нервной системы требует к себе особого подхода. Когда врачи будут без проблем проводить подобные операции? Какова стоимость пересадки мозга? И кем станет человек (тело, получившее мозг): самим собой или тем, кто являлся прежним хозяином нового органа? Эти и другие вопросы интересуют многих. Но, пожалуй, самым интригующим вопросом остается: обеспечит ли пересадка вечную жизнь и человеческое сознание? Чтобы ответить на них, нужно сделать небольшой экскурс в историю.
Трансплантация головного мозга - перенос его хирургическим способом в другое тело с сохранением личности пациента.
История развития: можно ли сделать пересадку мозга
Эксперименты ведутся с прошлого столетия на подопытных животных:
- В середине 20-х годов впервые на планете, ученые С. Брюхоненко и С. Чечулин, благодаря созданному ими автожектору, аппарату искусственного кровообращения, доказали возможность раздельного существования собачьей головы без тела. Она могла двигать глазами, языком, реагировать на касание, мало того – глотать кусочки пищи. Голова животного прожила на блюде почти два часа.
- А в середине 50-х В. Демихов «пришил» вторую голову двадцати собакам.
- В начале 70-х американский нейрохирург Р Вайт смог поддерживать два дня в живом изолированном состоянии обезьяний мозг. Несколькими годами позже Вайту удалось трансплантировать крысьи и обезьяньи головы другим животных, прожившим в два раза больше, чем изолированный мозг обезьяны. Ученый не смог добиться соединения спинного со стволом головного мозга, поэтому неподвижное туловище служило искусственным помощником жизни головы. Гибель мозга и в том и другом случая наступала по причине отека, развивающегося в разное время
- В начале 80-х частичная пересадка мозга была успешно проведена Д. Кригер от одной мыши в полость мозга другой с целью замены больного участка на здоровый. Лишь одна попытка из восьми оказалась неудачной.
Ученые, почти сто лет изучая столь важный вопрос как пересадка головного мозга, так и не пришли к консенсусу о возможности этой операции. Притом что всего несколько десятилетий назад трудно было вообразить, что человеческая голова может быть трансплантирована на другое тело. Однако в 2017 году ученым-нейрохирургом С. Канаверо доказана такая возможность после успешно проведенной операции. Хотя в качестве пациента использовалось неживое тело.
Возможна ли пересадка мозга: что говорят ученые
По мнению А. Бордея, сотрудника Йельского университета, пересадка мозга возможна, но для достижения желаемого эффекта нужна трансплантация и спинного мозга, в противном случае человек будет лишен самостоятельного передвижения. Что же касается сохранения души и индивидуальности, то здесь сложно прогнозировать и дать однозначный ответ.
Ведь, когда растет, развивается тело, изменяется и мозг, поэтому при пересадке и регенерации личность человека непременно изменится. Только один шок оставит свой след.
По мнению профессора после трансплантации этого органа индивидууму не будет даровано бессмертие. Ведь мозг тоже стареет. Достижения науки с успехом позволяют , другие органы и даже сердце, но заменить мозг таким образом невозможно. Это чревато нейродегенерацией, которая приведет к образованию опухолей или снижению интеллекта.
По мнению другого ученого того же университета Х. Аббеда пересадка вполне реальна, но пока в будущем. Когда будет успешно решена проблема соединения головного со спинным мозгом пациента. Пока задача неразрешимая – травмы последнего чреваты необратимыми последствиями.
Когда же такое станет реальностью, то, как считает профессор, личность пациент приобретет вместе с трансплантированным мозгом – ведь именно он отвечает за данную особенность.
А вот другой ученый К. Славин убежден, что не за горами, когда нейрохирургия сможет подсоединять к мозгу тело, а не наоборот. И такие тела будут создаваться искусственно. Человек при этом сохранит полностью свою личность. Но он также солидарен с мнением других ученых, что даже это не обеспечит бессмертия. Для решения этой задачи, нужно отыскать средство, способное «завести» процесс обновления на клеточном уровне.
Какие открывает возможности
Если в будущем наука продвинет развитие технологий в этом направлении на такой уровень, что пересадка головного мозга человека станет вполне обычной процедурой, это позволит использовать ее, например, в таких ситуациях:
- при несовместимых с жизнью телесных травмах;
- для лечения онкологических болезней;
- при опасных врожденных телесных дефектах;
- для избавления от тяжелых психических заболеваний, лечимых только снятием симптомов;
- при сложных ожогах, охватывающих большую часть тела;
- при функциональном отказе органов.
Также может применяться при смене пола, для пересадки размороженного крионированного мозга в выращенное тело и решения других задач.
Как делают пересадку мозга
Как уже говорилось выше, ученому Р. Вайту полвека назад удалось трансплантировать обезьянью голову в туловище другой. Доктор Канаверо предлагает применять похожую методику. По его словам основной проблемой остается манипуляции со спинным мозгом и той и другой стороны.
Пересадка головы вместе с мозгом требует охлаждения тела до определенной температуры, после чего изъятия спинного мозга и замены одного другим, плюс к этому нужно будет соединить новое тело и голову, для чего применяется клей (неорганический полимерный). Этот метод использовался на подопытных собаках и других животных.
Сложность операции заключается в обратном совмещении всех артерий, мышц, нервов и многих других связей. Однако при восстановлении даже нескольких из них, уже можно надеяться, что пациент не будет обездвижен. После чего используется электростимуляция спинного мозга для обучения новым функциям нервных клеток.
Для операции нужно будет огромное количество врачей – не менее ста, чтобы за полтора суток провести ее. Головы должны удаляться одномоментным действием, на соединение их вновь отводится не более 60 минут – дольше этого времени мозгу человека нельзя оставаться, так как необходим постоянный приток кислорода и крови. На вопрос, сколько стоит пересадка мозга, нейрохирург Канаверо ответил, что в будущем эта операция будет стоить не меньше 9 миллионов фунтов стерлингов.
Для проведения операции по пересадке головного мозга, по мнению ученых, будет необходима бригада из сотни врачей
Особенности трансплантации мозга
Хотя это не столь масштабная операция, как пересадка головы, и не требуется перемещения всех мышц, сосудов, нервов и сухожилий, однако появляются сложности другого плана – неизвестна его реакция на замену туловища, другая конфигурация коробки черепа. Также имеются другие препятствия, без преодоления которых невозможна успешная трансплантация мозга:
- Восстановление проводящих путей в ЦНС (реиннервация). Нервные волокна и проводники в огромном количестве тесно соединены с мозгом, значительная их часть проходит через спинной мозг, и если они подвергаются разрушению, то, как правило, не способны восстанавливаться. Необходимо их искусственно регенерировать.
- Проблема отторжения тканей. Несовместимость их вызывает отек, он может проявить себя буквально через пару часов, а иногда дает о себе знать только спустя время, например, несколько суток. Отек при трансплантации – основная причина смерти мозга со своими отличительными особенностями. Потребуется решать проблемы совместимости тканей, подавлять отторжения.
- Регенерация нервных тканей. Сами они практически не восстанавливаются, а пересадка мозга человека всегда сопряжена ее повреждениями.
- Защитная реакция организма. Она не приемлет чужеродные тела, поэтому непредсказуемо ее поведение при трансплантации нового органа, может даже перестать функционировать. Для блокировки иммунитета пациента ему перед операцией назначают принятие иммуносупрессоров. Процент успеха возрастает, так же как, и заиметь заболевание.
Пересадка мозга человека – это крайне сложная операция. Техника проведения ее предусматривает не только решение проблем с сохранением невредимости мозга, но и того, как будет воспринят организмом шок, как сильно он скажется на психике. Кроме этого нужно будет до самой большой точности провести воссоединение всех тканевых участков, нервов, сосудов друг с другом. В случае повреждения нервных волокон мозг не будет отдавать сигналы телу, а значит, возникнет неправильная реакция на раздражители, утратится контроль над соответствующими тканями. В итоге новое тело станет «неуправляемым».
Для воплощения этой задачи С. Канаверо намерен использовать человеческие мозги, подвергшихся криозаморозке тел. Как считает ученый, не исключено, что ему дастся вдохнуть жизнь в первого замороженного пациента уже в 2018 году.
В заключение
Интерес к проблеме не утихает. Часто можно услышать вопросы: делают ли пересадку мозга? Если да, сколько стоит операция по пересадке мозга? Нейрохирургия не теряет оптимизма насчет возможности такой трансплантации в недалеком будущем, хотя воспользоваться такой операцией в скором времени вряд ли удастся простому смертному. Это будет доступно богатым, причем сильно богатым – по подсчетам стоимость составит не менее десяти миллионов евро.
Картинка из недалёкого будущего. В офис корпорации «Бессмертие» (или, скажем, «Вечная жизнь») заходит респектабельный клиент. В отделе приёма заказов его уже ждут. Усаживают, предлагают чай. «Итак, давайте выберем тело. Самое простенькое - из металлов и композитов. Второй вариант - пластиковое. Оно более гибкое, подвижное. Наконец, самое интересное предложение - почти полная имитация человеческого. Есть датчики органов чувств. Правда, вкусовых рецепторов нет. Но зачем они вам? Всё равно кушать не придётся. Да, питание от аккумуляторов. Но мы работаем над тем, чтобы научиться заряжаться дистанционно - передавать электричество по воздуху».
Через пару часов довольный клиент выйдет из офиса. Он только что купил себе искусственное тело, не подверженное болезням, старению и смерти. Когда он умрёт - а врачи-онкологи отвели ему в лучшем случае год, - его мозг пересадят в новую оболочку, и жизнь продолжится…
То, что сейчас кажется фантастикой, для целого ряда учёных почти реальность. Недавно они собрались в Москве на международный конгресс, где рассуждали о достижении бессмертия. «Человечество входит в активную фазу искусственно управляемой эволюции. Она будет связана с переносом сознания в искусственное физическое тело, что радикально продлит жизнь», - говорил в своём докладе Дмитрий Ицков, организатор конгресса.
Год назад было создано стратегическое общественное движение «Россия 2045». Именно к этому году усилиями наших учёных планируется сконструировать действующего киборга. Теперь называются новые сроки - не более чем через 10 лет. Проект сравнивают с ядерной советской программой, запуском человека в космос и т. п. Ходили слухи, что интерес к теме проявляют первые лица государства…
Всё это хорошо, но насколько реалистичны эти идеи? Какие разработки готова предложить наука для создания киборга - кибернетического организма?
Аватар и другие
Вспомним классику кино. «Робокоп», «мочивший» плохих парней, был роботом с мозгом человека (убитого полицейского), практически неуязвимым. В фильмах «Суррогаты» и «Аватар» искусственное тело дистанционно управлялось мыслью. Человек-оператор находится в комфортных условиях (скажем, сидит перед монитором с банкой пива), но сознанием «включён» в своего кибердвойника. И через так называемый «интерфейс мозг-компьютер» движет им, как хочет. Хочет - идёт на работу, хочет - бежит в бой, освобождает заложников. Аватар вместо человека может тушить пожар, ликвидировать аварию на АЭС, бродить по другим планетам.
«Некоторые технологии уже существуют, другие могут быть созданы за 5-10 лет, - утверждает Дмитрий Ицков. - В японском Университете Кэйо разработан робот TELESAR V. Всё, что он видит и слышит, передаётся оператору, на голове которого шлем с дисплеями объёмного изображения. Робот снабжён и чувствительными пальцами, передающими тактильные ощущения».
В России тоже есть разработки в области робототехники. В нескольких институтах ведутся исследования по управлению компьютером «силой мысли». А медики работают над воспроизведением человеческого тела, выращивая для него органы. «Уже получены искусственный мочевой пузырь, молочная железа, кровеносные сосуды, трахея. Можно вырастить практически любой орган, даже самый сложный, - рассказывает Дмитрий Шаменков, директор Центра клеточных и биомедицинских технологий 1-го Московского государственного медуниверситета. - Есть тканевые принтеры: создаётся 3D-модель, она засевается клетками, и выращивается орган».
В Институте синтетических полимерных материалов РАН создана нейроподобная система, способная распознавать запахи, - «электронный нос».
Итак, сконструировать тело с человекоподобным скелетом, набором мышц и датчиков для современной науки не проблема. Можно, в конце концов, сделать примитивного железного робота на батарейках. Но как «включить» в него человеческое сознание или пересадить мозг? «Понятно, что сохранение личности, нашего «я» связано с сохранением памяти. Проблема создания искусственной памяти хоть и сложна, но разрешима, - считает Александр Фролов, завлабораторией Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. - Можно представить вариант «перезаписи» сознания, когда протез, имитирующий нейронную сеть, вживляется в мозг вместо повреждённой области и затем включается в распределённую систему памяти».
Неочеловек
Конечно, человеческая личность - это нечто большее, чем связи между нейронами. Это целый мир, состоящий из образов, воспоминаний и фантазий. Можно ли снабдить всем этим бездушную машину? Будет ли киборг испытывать эмоции или станет всего лишь накопителем информации, собираемой столетиями в «черепной коробке»? Кроме того, есть множество этических вопросов. Не выйдет ли так, что бессмертие будет доступно лишь самым богатым? Чем станут заниматься киборги, какие ценности исповедовать? Хватит ли места на планете всем - и смертным, и бессмертным?
«Появление неочеловека будет сопровождаться новой идеологией, - уверен Дмитрий Ицков. - До достижения старости люди будут жить так, как привыкли, в обычных телах. А потом будут переносить своё сознание в кибернетические тела, причём они станут доступны всем желающим. Каждый сможет выбирать - умереть ему естественным путём или продолжить жить. Перенаселение Земле не грозит: новые технологии позволят освоить другие планеты».
Неплохо бы спросить у самого неочеловека, чего он хочет получить от вечности. Не предпочтёт ли духовному росту ещё большее потребление, не подчинит ли простых смертных своим целям, нам неведомым? Спросить пока не у кого. Но ждать осталось недолго. Как нам обещают, не более 10 лет.
Мнения экспертов
Сергей Савельев, зав-лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАМН, доктор биологических наук:
- Так называемый иммортализм, т. е. стремление отдалить смерть или вовсе избежать её, используя достижения науки, - очередная ловушка для богатых и пугливых мечтателей. Никаких вариантов осуществить эту затею не будет на протяжении ближайших 300-400 лет. Я вижу тут два препятствия. Во-первых, необходимо выделить из тела работающий мозг вместе с нер-вами и органами чувств, а это невозможно. Во-вторых, мозг без кровеносной системы проживёт 6 минут, а затем начнёт гнить самым прозаическим образом. Пересадить подтухшие мозги киборгу - отличная идея. В этом случае он будет полностью соответствовать интеллекту недоучек, которые придумали эту глупость. Попытки заморозить мозг в надежде, что когда-нибудь его поместят в новую «оболочку», обречены на провал. Он имеет периферические связи в нашем теле, и обрезать все нервы - всё равно что убить мозг.
Председатель синодального отдела по церковной благотворительности и социальному служению РПЦ епископ Смоленский и Вяземский ПАНТЕЛЕИМОН:
- Все подобные технологии - это зло, это противоестественно, это нарушает божественный замысел о человеке. Такие методики уничтожают представление о том, что такое семья, что такое родители, что такое отношения между родителями. Попытка изменить задуманное Богом в отношении того или иного человека, мне кажется, является продолжением той революционной темы, которая появилась у нас в ХХ веке: «Мы наш, мы новый мир построим... и никто не даст нам избавленья - ни Бог, ни царь и ни герой. Добьёмся мы, чего хотим, с помощью современной науки». С момента зачатия каждый из нас обладает бессмертной душой. Убивая тело, мы, конечно, убиваем материальную сторону человека. Но душа его остаётся бессмертной.
Итальянский нейрохирург Серджио Канаверо (Sergio Canavero) дал интервью журналу Ooom, в котором рассказал о своих дальнейших планах после пересадки. Профессор из Турина сейчас известен по всему миру – шумиха вокруг планирующейся первой в истории трансплантации головы не утихает. Все это время врач , что первым его пациентом станет российский программист Валерий Спиридонов, передвигающийся в инвалидном кресле из-за спинальной мышечной атрофии, а операция пройдет в Великобритании или Германии. Однако сейчас ситуация изменилась, и Серджио Канаверо и его коллега Рен Сяопин (XiaoPing Ren) из Китая планируют провести пересадку головы гражданину Китая в китайской же клинике. Более точную информацию Рен Сяопин собирается дать в течение двух месяцев на специальной пресс-конференции.
Кто все же станет первым в мире человеком с пересаженной головой – не знают даже сами хирурги. Профессор Канаверо сообщил, что решение будет приниматься непосредственно перед операцией и зависеть от наличия донора. Уже есть несколько возможных кандидатов. По словам нейрохирурга, он и его китайский коллега активно готовятся к операции, и уже достигнуты результаты, которые можно назвать потрясающими, но деталями итальянец делиться отказался, уточнив только, что им удалось восстановить подвижность у многих животных с поврежденным спинным мозгом. Профессор заявил, что об успехе операции можно будет говорить тогда, когда человек с пересаженной головой проживет некоторое количество лет, такое же, как реципиенты, которым пересаживают другие жизненно важные органы.
Китай, по мнению Серджио Канаверо, обладает всеми необходимыми технологиями для того, чтобы операция прошла хорошо. Условия в Харбинском госпитале как нельзя лучше подходят для пересадки. При операции будет использоваться специально для нее разработанный наноскальпель, с помощью которого можно будет наиболее аккуратно разделить спинной мозг с минимальным уроном для нервов.
Следующим шагом, по словам нейрохирурга, станет пересадка человеческого мозга. Серджио Канаверо считает, что процедура в этом случае должна быть проще, чем трансплантация головы, так как не должно быть отторжения. Профессор назвал мозг нейтральным органом и подчеркнул, что основной проблемой при его пересадке станет скорее то, что все остальное тело будет совершенно другим. Мозг для пересадки итальянец планирует взять у людей, которые приняли решение о глубокой заморозке своего тела в надежде на то, что в будущем технологии позволят их воскресить. Именно о такой технологии говорит Серджио Канаверо.
