что будет если пересадить мозг человека другому человеку
Пересадить голову человека Насколько реальна жизнь с новым телом
В конце февраля 2015 года итальянский нейрохирург Серджо Канаверо (Sergio Canavero) заявил о плане провести первую трансплантацию головы человека уже в 2017 году. Эта новость вызвала бурную реакцию — смех, возмущение, страх, энтузиазм. «Лента.ру» попыталась разобраться, насколько реалистичен (с точки зрения медицины) проект Канаверо и каковы этические и психологические последствия такой операции — в случае ее успешного завершения.
В 1954 году советский врач Владимир Демихов «присадил» 20 собакам по дополнительной голове. Подопытные после операции выжили, хотя и ненадолго — всего на несколько дней. Спустя 16 лет американский медик Роберт Уайт провел пересадку головы от одного туловища обезьяны другому. Животное прожило девять дней, но это вряд ли можно было назвать жизнью: из-за перерезанного спинного мозга оно не чувствовало тела и совершенно не могло им управлять. Канаверо надеется на более благоприятный исход. Хирург считает, что он сможет помочь всем, чьи тела пришли в негодность — и раковым больным, если метастазы не достигли головы, и пациентам с мышечной атрофией, как у Стивена Хокинга. Но насколько реален план Канаверо и чем он грозит человечеству?
Проблемы
Из всех разделов медицины трансплантология — один из самых сложных и «капризных» как в теории, так и на практике. Каждый орган, предназначенный для пересадки, состоит из нескольких типов тканей, окружен нервами, посылающими ему сигналы и принимающими ответные импульсы от самого органа, и кровеносными сосудами, питающими его. Все это практически невозможно не повредить во время изъятия органа, а значит, даже если операция пройдет успешно, понадобится немало времени, чтобы иннервация (а с ней чувствительность и способность сокращаться) и кровоснабжение органа на новом месте восстановились. К тому же — и это, пожалуй, основная проблема — иммунная система организма будет отвергать любую клетку, которая изначально этому организму не принадлежала. Таким образом, донорские органы могут не прижиться из-за иммунной реакции. Обезьяна с пересаженной головой умерла именно из-за того, что иммунная система тела отвергла искусственное приобретение организма. Чтобы эту реакцию подавить, пациентам назначают курсы иммуносупрессоров. Эффект иммуносупрессоров, впрочем, имеет обратную сторону медали: когда снижен иммунитет, защита организма от инфекций ослаблена.
Меж тем голова — это в строгом смысле слова не орган, а целый органокомплекс, и риск осложнений, связанных с его пересадкой, во много раз выше, чем при трансплантации одного-единственного органа. В голове находится самый важный орган — головной мозг, и пересадить ее, не повредив последний и связанные с ним нервные окончания, практически невозможно. Ведь в основании шеи в месте соединения позвоночника с черепом головной мозг переходит в спинной. Спинной мозг управляет движениями всех мышц ниже шеи, и делает он это на основе команд, приходящих от головного мозга. При пересадке головы спинной мозг неизбежно отделится от головного, и никакие сигналы к туловищу и конечностям пройти не смогут — следовательно, все движения, кроме жевания и выражения эмоций мимическими мышцами, станут невозможными. В обратном направлении импульсы тоже не будут передаваться, и даже если человек выживет после операции, он не будет чувствовать ничего, кроме лица. Нервные пути, идущие через спинной мозг и соединяющие головной мозг и сердце, головной мозг и легкие, также нарушатся. А ведь спинной мозг — это не какой-нибудь тоненький нерв, способный восстановиться после повреждения за обозримое количество времени. Случаи полного восстановления связей в спинном мозге при его перерезке неизвестны. Те парализованные, которые учатся вновь двигать конечностями после серьезных травм позвоночника, посылают сигналы рукам и ногам «в обход» спинного мозга.
Возможные решения
В 2013 году итальянский нейрохирург Серджио Канаверо заявил на заседании Группы перспективной нейромодуляции в Турине, что разрабатывает методику, которая позволит успешно пересадить голову человека (по-научному — провести цефалосоматический анастомоз) через несколько лет. В феврале нынешнего года Канаверо назвал более точный срок — 2017 год. К этому времени, считает он, его метод будет доработан и опробован, однако Канаверо не станет проводить операцию, если ему никто не поможет. А поддержка ученому, безусловно, нужна: даже если все технические препятствия процедуры удастся обойти, впереди врача ждут поиски места, где можно осуществить задуманное. И дело тут не в отсутствии нужной аппаратуры, а в законодательствах различных стран. Далеко не каждое правительство одобрит столь рискованное мероприятие — пересадку головы на своей территории.
Трудности, связанные с осуществлением цефалосоматического анастомоза, по словам Серджио Канаверо, разрешимы. В частности, спинной мозг вполне возможно отделять от головного с меньшими повреждениями, используя нанонож из нитрида кремния или микротом с алмазным лезвием. Чем больше сила, прикладываемая к спинному мозгу во время перерезки, тем меньше повреждаются нервные пути, входящие в его состав. Помимо этого, два конца спинного мозга (от донора и от реципиента) необходимо соединить друг с другом с помощью полиэтиленгликоля (ПЭГ) или хитозана. Эти вещества работают подобно припою при пайке проводов, соединяя отдельные части отростков нейронов в единое целое. За счет постоянного соприкосновения отростки регенерируют.
К тому же для ускорения восстановления Канаверо собирается вводить пациентов после операции на несколько недель в искусственную кому, чтобы исключить возможные движения. Во время этого периода имплантаты, вживленные в спинной мозг, будут стимулировать поврежденные части нейронов и помогать им расти. В то же время будут восстанавливаться и кровеносные сосуды, и мышцы. Утверждается, что после выхода из комы человек сможет практически сразу заговорить, а через год вновь будет ходить — конечно, не без помощи физиотерапевтов. В совокупности методика называется GEMINI (аббревиатура, читается как английское слово «близнецы»).
Надо понимать, что при операции будут использовать «свежий» донорский материал, подготовленный согласно GEMINI. Все остальные головы и тела, в том числе специально подвергшиеся криоконсервации, не подойдут, тем более что до сих пор неизвестны способы размораживать формально мертвые организмы, сохраняя им жизнь или даже возвращая ее (ведь клиенты компаний, предлагающих услуги крионики, попадают в крионические устройства уже после остановки сердца). Впрочем, большинство экспертов-трансплантологов считает, что методики, предложенные Канаверо, недостаточно эффективны для операции, которую задумал хирург.
Голова к телу или тело к голове?
Термин «пересадка головы» остался со времен экспериментов Уайта и Демихова. На самом деле, сложно однозначно сказать, что куда пересаживают — голову на туловище или туловище к голове. Конечно, в туловище находится основная часть органов, и оно как часть тела несомненно крупнее головы. С другой стороны, уже никто не сомневается, что личность и сознание человека запрятаны в голове, а точнее, в мозге. Если смотреть с этой точки зрения, то донорский материал — это туловище, а не голова.
Но одно дело — вопрос терминологии, и совсем другое — вопрос этики. Как отнесутся представители различных религий к пересадке головы? Если, по мнению верующих, в этом органе заключена душа, получается, отделять его от тела и уж тем более передавать кому-то другому не следует. Впрочем, для представителей тех религий, в которых вместилищем души считается некий другой орган, особенного запрета на трансплантацию головы/тела возникнуть не должно.
Интересно, что Роберт Уайт, который провел эксперимент по пересадке головы обезьяне, долгое время служил советником Папы Римского по этическим вопросам медицины. Именно под его руководством в 1981 году была создана Ватиканская комиссия по биомедицинской этике, пересмотревшая отношение католической церкви к смерти мозга и использованию стволовых клеток в медицине.
Психология
Отбросим возможные неудачи и представим, что цефалосоматический анастомоз все же удалось осуществить, пациент выжил и идет на поправку. Что дальше? Пересадка части мозга (гипофиза) преступника сделала из профессорской собаки Шарикова-человека, но человека не самых высоких моральных принципов. Это, конечно, булгаковская фантастика. Впрочем, все равно стоит задуматься: что будет чувствовать человек, получив при старой голове новое тело? Изменится ли его личность?
Прежде всего, возможно, что пациент не будет в полной мере ощущать себя самим собой. Другое туловище, другие конечности — это не только необычно видеть, но и ощущать мышцами и кожей. Информация от рецепторов напряжения в мышцах (проприорецепторов) и тактильных рецепторов (ощущающих прикосновения) в норме поступает в кору больших полушарий, где вместе с информацией от органов зрения формирует у человека образ тела. При любом изменении данных от рецепторов-«информаторов» этот образ несколько изменяется. Правда, обычно это происходит постепенно и практически незаметно — например, когда человек растет.
Радикальная же перемена в составе тела может повлечь за собой неожиданные последствия. Вполне вероятно, что пациент, перенесший пересадку головы / тела, может не опознать руку или ногу как свою. В таком случае она будет мешать человеку, так как он постоянно станет акцентировать на ней внимание (вспомните, как хотелось в детстве потрогать языком только что вылеченный зуб с новой пломбой или расчесать ссадину). Возможен и другой вариант: кора головного мозга запомнит расположение, форму и силу конечностей предыдущего тела, а раз их ощущение никуда не ушло, эти уже не существующие конечности будут восприниматься как фантомные.
Разумеется, это не все возможные проблемы. Сама личность человека, перенесшего пересадку головы, вполне может необратимо измениться — правда, никто пока не может точно сказать, как именно.
Операция по пересадке головного мозга
Пересадка мозга от одного человека другому – тема, волнующая многих врачей мира во все времена. Подобные операции открывают безграничные возможности в борьбе с неизлечимыми заболеваниями, а также позволяют существенно увеличить продолжительность жизни. Замена изношенного туловища даст голове шанс продолжать жить. Предполагается, что исследования в этом направлении помогут лечить больных с выраженными повреждениями и аномалиями развития частей тела. Операция может быть показана людям, получившим травму тела, несовместимую с жизнью. Остаются спорными некоторые этические аспекты трансплантации головного мозга или головы человека.
История экспериментов
Идея пересаживать голову впервые реализована американским физиологом Чарльзом Гатри (Charles Guthrie), который в 1908 году приживил голову одной собаки к телу другой. Эксперименты продолжил советский врач, один из основоположников трансплантологии Владимир Демихов.
Одна из приживленных Демиховым голов собаки прожила 32 дня, сохраняя жизненные функции и реакции на внешние стимулы. В 1970 году американские ученые во главе с нейрохирургом Робертом Уайтом (Robert White), пересадили голову обезьяны, присоединив ее к телу другой особи.
В 2013 году итальянский врач Серджо Канаверо (Sergio Canavero) объявил, что пересадка головы у человека возможна – проблема соединения тканей спинного мозга была решена при помощи фьюзогенов (гликопротеины, которые облегчают межклеточное слияние, обеспечивая соединение клеток и клеточных мембран). Успешное нейрохирургическое вмешательство, когда человеку пересадили голову, состоялось в 2017 году.
Операция прошла в Китае под руководством Канаверо. В ходе вмешательства голову умершего человека пересадили на тело трупа. Врачам в ходе пересадки удалось соединить нервные волокна спинного мозга и кровеносные сосуды. Успешность операции, по словам Канаверо, подтверждается послеоперационным экспериментом – электрическая стимуляция нервных волокон показывает проводимость импульсов в нервной ткани.
Достижения итальянского врача подвергаются сомнению некоторыми коллегами. К примеру, английский нейробиолог Дин Бернетт (Dean Burnett) утверждает, что, несмотря на научную ценность методов, которые использует в работе Канаверо, результат операции не подтвердил возможность жизнедеятельности организма с полностью функциональным, пересаженным органом.
Как показали многочисленные эксперименты, пересадить голову можно, но продолжительность жизни живого существа после операции очень мала, что позволяет сделать выводы о бесперспективности и несостоятельности подобных нейрохирургических вмешательств.
Возможности метода
По данным статистики, в мире ежегодно проводится больше 126 операций по трансплантации органов. Операции по пересадке выполняются с целью сохранения жизни пациентам, у которых функции органов нарушены или утрачены. Около 41% в общей структуре всех операций приходится на трансплантацию почек. На 2-м и 3-м месте – пересадка печени и сердца. В роли доноров могут выступать не только люди, но и генномодицфицированные свиньи.
Американские ученые из компании eGenesis, которая специализируется на биотехнологиях, модифицировали геном животного, приблизив его к человеческому образцу. При этом из генома свиней изъяты специфические вирусы, которые препятствовали проведению операций. Единственная проблема, которая не полностью решена – вероятность отторжения чужеродного органа.
Несмотря на удачные операции по трансплантации многих внутренних органов, пересадка мозга головы остается сложно выполнимой задачей. Мозг представляет собой высокоорганизованную структуру. Основная проблема, которая возникает в ходе операции по пересадке мозгового вещества головы, заключается в невозможности соединить пересеченные нервные волокна спинного мозга. В результате тело остается обездвиженным, потому что не получает команды из мозговых центров.
Непрерывность нервных путей, по которым передаются импульсы из двигательных центров к удаленным участкам тела (конечности, туловище), обеспечивает возможность совершения произвольных движений. При нарушении целостности спинного мозга в результате аварии или другой травмы, человек лишается способности двигаться, становится инвалидом.
Реалистичные операции по пересадке мозга человека предполагают замещение отдельных участков поврежденного мозгового вещества, возможно в ближайшем будущем подобным способом удастся устранять нарушения, связанные с нейродегенеративными, ишемическими, некротическими процессами в нервной ткани. Уже сейчас технология применяется для лечения деменции, эпилепсии и рассеянного склероза.
Показания для трансплантации
Любая операция по трансплантации предполагает долгое восстановление и пожизненный прием поддерживающих препаратов. Принимая решение о целесообразности проведения операции, врач учитывает перспективы и последствия, определяет соотношение между преимуществами и недостатками процедуры для пациента. Трансплантация головного мозга осуществляется в рамках фрагментарного приживления нервной ткани эмбриона.
Главные цели вмешательства: обеспечение интеграции эмбриональной ткани с мозговым веществом реципиента, повышение жизнеспособности нейротрансплантата. Исследования показывают, что помещенный в корковый слой мозга животного фрагмент нервной ткани эмбриона, обладает способностью расти, заполнять полость дефекта и дифференцироваться, что сопровождается образованием нервных связей с клетками мозгового вещества реципиента.
Со временем приживленный фрагмент пронизывается кровеносными сосудами, что обеспечивает нормальное питание – поступление кислорода и глюкозы. Жизнеспособность трансплантата подтверждается не только формированием питающей кровеносной сети и восстановлением структурных связей между нейронами. Ученые отметили у реципиентов наличие исходной иннервации мозгового вещества и соответствующих сосудистых реакций (изменение тонуса).
Пересадка нервной ткани эмбриона в корковые отделы головного мозга применяется для лечения внутримозговых гематом нетравматического происхождения, которые возникают у человека на фоне нарушения церебрального кровотока. Геморрагический инсульт составляет около 10-15% в общей структуре ОНМК. Только около 40% больных выживают в течение 1-го года после перенесенного эпизода геморрагического инсульта.
У многих больных в постинсультный период нарушаются функции ЦНС, что проявляется в неспособности нормально говорить, двигаться, взаимодействовать с окружающими людьми и миром. Лечение инсульта геморрагического типа обычно сводится к хирургическому удалению гематомы и устранению компрессии мозгового вещества. Один из методов реконструктивной хирургии – трансплантация нервной ткани эмбриона в патологический очаг, где произошло повреждение мозгового вещества реципиента.
Исследования показывают, если пересадить эмбриональную ткань в мозг другому человеку, удается восстановить функции поврежденного фрагмента мозга, что позволяет сократить процент летальности и уменьшить постинсультные неврологические нарушения, насколько операция будет успешной, зависит от индивидуальных особенностей организма реципиента, объема и степени повреждения мозгового вещества.
С 1985 года проводятся успешные эксперименты по лечению болезни Паркинсона при помощи пересаживаемых нервных клеток эмбриона. Врачи пересаживают клетки эмбриона в мозг, где они впоследствии пролиферируют, дифференцируются и полностью интегрируют в мозговое вещество реципиента. Нейроны пересаженного фрагмента образуют синаптические и несинаптические связи с нервными клетками реципиента, высвобождают нейромедиаторы, проявляют трофические и ростовые признаки.
Внутримозговые системы, созданные в головном мозге посредством пересадки эмбриональных клеток, делают возможным нормализацию нарушенных функций мозга, что приводит к уменьшению проявлений неврологического дефицита. Нейротрансплантация также проводится с целью устранения последствий повреждения тканей ЦНС ишемического и травматического генеза.
Нервные клетки эмбриона применяют для лечения эпилепсии. У больных после трансплантации отмечается восстановление нарушенных функций ЦНС в разной степени. Статистика показывает, у больных с резистентной (устойчивой к медикаментозной терапии) формой эпилепсии наблюдается регресс симптомов на период до 2,5-3 лет с сокращением количества приступов.
Параллельно отмечается улучшение когнитивных функций, стабилизация нейропсихологического и неврологического статусов. Положительные результаты подтверждаются в ходе обследования в формате ЭЭГ (электроэнцефалография). Врачи связывают положительный клинический эффект с нейротрофическим влиянием нейротрансплантата на ЦНС пациента.
Этические аспекты
Этические проблемы в связи с операциями, когда нервные клетки эмбриона пересажены другому человеку, включают особенности получения донорских тканей. В настоящее время нервную ткань эмбрионов получают во время легальных абортов. Дефицит и порядок распределения донорских тканей также сопряжены с различными нарушениями и манипуляциями ответственных должностных лиц.
Операция по пересадке мозга стоит немалых денег, что делает процедуру недоступной для большинства людей – сколько пациентов сможет получить адекватную медицинскую помощь, после перенесенного инсульта нормально двигаться, ходить и говорить, определяет размер финансового благосостояния.
В условиях коммерциализации трансплантации органы и ткани людей стали товаром. Тот человек, чей мозг пересажен, теряет свою личность. В свою очередь личность реципиента также преобразуется, трансформируется. Если головной мозг переносится полностью, речь идет о сохранении личности в другом теле.
Ответ на вопрос, можно ли полностью пересадить весь мозг, утвердительный. Однако последствия подобного оперативного вмешательства не прогнозируемы, а положительные результаты носят кратковременный характер.
Пересадка головного мозга
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:
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.
По мнению профессора после трансплантации этого органа индивидууму не будет даровано бессмертие. Ведь мозг тоже стареет. Достижения науки с успехом позволяют заменять искусственными почки, 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:
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:
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.
А с другой стороны, нужно ли это вам? Сохранить индивидуальность и при этом испытывать шок от нахождения в другом теле! Впрочем, делается все это не ради развлечения, а для исправления безнадежных ситуаций.