Пересадка мозга человека: Возможна ли пересадка человеческого мозга? |

Содержание

Возможна ли пересадка человеческого мозга?

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ

Читать inosmi.ru в

Люди часто спрашивают: «Появится ли когда-нибудь возможность пересаживать человеческий мозг? И кто это будет после пересадки – человек, чей мозг был взят в качестве трансплантата, или тот, тело которого получило новый мозг?» Ну и, наконец, станет ли пересадка головного мозга решением проблемы вечной жизни мозга и человеческого сознания? Вот как отвечают ученые.

Гамильтон Нолан (Hamilton Nolan)

Люди часто задаются вопросом: «Появится ли когда-нибудь возможность пересаживать человеческий мозг? И кто это будет после пересадки мозга – тот человек, чей мозг был взят в качестве трансплантата, или тот человек, тело которого получило новый мозг?» Ну и, наконец, станет ли постоянная практика пересадки головного мозга решением проблемы вечной жизни мозга и человеческого сознания? Вот как отвечают ученые.

Анжелик Бордей (Angelique Bordey), д.м.н., профессор факультета нейронаук Медицинской школы Йельского университета:

1. [Возможна ли пересадка мозга?] Я не знаю, но почему бы и нет? Хотя и звучит жутковато. Для этого придется пересаживать не только головной мозг, но и спинной, иначе человек не сможет ходить.

2. [Сохранится ли при этом личность человека и его индивидуальность?] С психологической точки зрения это будет ужасно, поскольку наш головной мозг растет и развивается вместе с нашим телом. Поэтому личность может измениться просто под воздействием психологического шока.

3. [Можно ли будет благодаря этому жить вечно?] Нет. Наш мозг стареет с той же скоростью, что и все тело. Мы сможем использовать искусственные органы для замены сердца, легких, почек… но не мозга. Иначе мы умрем от рака или болезни Альцгеймера, или еще какой-нибудь болезни, вызванной нейродегенерацией. Или опустимся до уровня ребенка.

А теперь усложним вопрос: хотим ли мы жить вечно? А зачем? Ведь именно сознание того, что умрешь, заставляет нас жить.

Врач-нейрохирург Халид Аббед (Khalid M. Abbed), профессор Йельского университета:

До пересадки человеческого головного мозга еще очень далеко, но когда-нибудь это станет возможным. Чтобы обеспечить пересадку головного мозга, необходимо решить главную задачу – найти способ соединения нервных волокон пересаженного мозга с собственным спинным мозгом пациента. Сделать это очень сложно, и именно поэтому тяжелые травмы спинного мозга имеют очень серьезные последствия и обычно неизлечимы.

Если бы пересадка головного мозга была возможна, то личность пациента, несомненно, подверглась бы изменению, он был бы больше похож на донора, чей мозг был использован. Дело в том, что головной мозг, в отличие от сердца, это тот орган, который отвечает за индивидуальные особенности личности.

Врач-нейрохирург Константин Славин, профессор Университета штата Иллинойс, Чикаго:

Да, я убежден, что настанет день, когда появятся «тела-трансплантаты», то есть к мозгу человека будет подсоединяться новое тело (а не мозг к телу). Если это произойдет, то можно будет дать человеку новое естественное или искусственное тело, оставив ему «родной» мозг, а вместе с мозгом сохранить его личность и индивидуальность. Это не значит, что человек сможет жить вечно, поскольку со временем мозг стареет и деградирует – и я не думаю, что мы сможем полностью остановить процесс старения.

[Доктор Славин также посоветовал нам прочитать книгу русского писателя-фантаста Александра Беляева «Голова профессора Доуэля».]

Да! Нейрохирурги с оптимизмом относятся к теоретической возможности пересадки головного мозга человека, хотя это вряд ли произойдет в ближайшем будущем. Если ваш мозг пересадят кому-другому, вы сможете сохранить свою индивидуальность, хотя эта процедура станет для вас некоторым образом травмирующей, неприятной, да и вообще испоганит вам жизнь. И еще, пересаженный мозг не позволит вам жить вечно – на самом деле, оно вам надо?! (Вариант ответа: Конечно, нет, если к тому времени не изобретут секс-робота).

возможно ли это и какие проблемы могут возникнуть

Даже если преодолеть технические трудности при пересадке головного мозга, остаются этические соображения целесообразности таких действий.

Можно ли будет когда-нибудь пересадить мозг одного человека другому?

Ученые считают, что до того, как произойдет первая пересадка человеческого мозга пройдет очень много времени. Если конечно ученые вообще согласятся на проведение таких операций.

Дело также еще и в этической стороне вопроса. По сути пересадка мозга – это пересадка по факту всего тела. То есть, нужно ли спасать жизнь одного человека с помощью полного донорского тела, или же органы этого донора должны достаться нескольким людям? С другой стороны, мозг настолько сложный орган, который соединяется со спинным мозгом и любые нарушения могут привести к отторжению и смерти теоретического пациента.

Фото: ScienceAlert

Теоретически мозг можно пересадить вместе с головой, не извлекая его из черепа. Эксперименты на животных, когда им пересаживали вторую голову, уже проводились. Но большинство этих животных прожили от нескольких часов до нескольких дней. В самых уникальных случаях такие животные прожили пару месяцев.

«Раньше некоторые трансплантологии заявляли о том, что пересадка человеческого мозга – это вопрос недалекого будущего. Но я не думаю, что какой-то хирург или ученый возьмется за это. Я не считаю, что это произойдет», — говорит Фредрик Мейер, нейрохирург из Клиники Мейо, Рочестер, США.

Пересадка головы животным: краткая история

Ученые никогда не предпринимали попыток пересадить животным мозг отдельно от головы. Мозг является мягким органом, который запросто можно повредить. Также после пересадки нужно было бы соединить очень много нервов в черепе, что невероятно сложно. Поэтому ученые проводили пересадку целой головы разным животным.

Первая такая пересадка произошла в 1908 году. Ученые Алексис Каррель и Чарльз Гатри пересадили голову одной собаки другой собаке и получилось двухголовое существо. Но оно прожило всего несколько часов после операции.

Фото: Live Science

В 1954 году советский ученый Владимир Демихов проводил эксперименты с пересадкой верхней части тела собак другим собакам. Такие двухголовые существа прожили всего несколько дней. Но одному существу удалось прожить целых 29 дней. Во время непродолжительной жизни эти двухголовые собаки имели возможность пить воду и их головы реагировали на визуальные стимулы. Но иммунная система начала отторжение инородного тела, что и привело к смерти животных.

В 70-х года прошлого века американский нейрохирург Роберт Уайт проводил эксперименты по пересадке только голов, без верхней части туловища, макакам-резусам. Он соединял именно две головы вместе. Эти двухголовые обезьяны могли жевать и глотать пищу, а также могли следить глазами за движениями предметов. Но эти существа были парализованы, так как их спинной мозг не функционировал нормально. Все эти обезьяны умерли в течение 36 часов после операции.

Эксперименты Демихова. Во время непродолжительной жизни эти двухголовые собаки имели возможность пить воду и их головы реагировали на визуальные стимулы. Но иммунная система начала отторжение инородного тела, что и привело к смерти животных

Фото: wikipedia

Проблема с трансплантацией головы

Сейчас ученые научились бороться с отторжением инородных тел в организме человека с помощью специальных лекарств. Ученые также научились соединять сосуды при восстановлении поврежденных конечностей и органов. Теоретически такая процедура может помочь при успешной пересадке головы человека, чтобы кровь продолжала снабжать мозг.

Например, китайский ученый Сяопин Рен 7 лет назад провел эксперимент на мышах. Он соединил голову одной мыши с головой второй мыши и это соединение работало. Это произошло благодаря тому, что ученый разрезал одну из двух яремных вен и сонных артерий и соединил их с головой второй мыши. У первой мыши при этом не произошло нарушений. Но это животное также не прожило слишком долго.

Китайский ученый Сяопин Рен 7 лет назад провел эксперимент на мышах. Он соединил голову одной мыши с головой второй мыши и это соединение работало

Фото: wikipedia

Что касается пересадки человеческого мозга, то остается проблема с разрезанием и присоединением спинного мозга. У ученых нет доказательств того, что в таком случае спинной мозг сможет нормально функционировать. Есть еще одна проблема: как предотвратить потерю кислородного снабжения мозга во время операции и сразу же после нее? Известно, что клетки мозга без кислорода начинают умирать уже через 5 минут.

Также, по словам ученых, неизвестно сможет ли человек вообще пережить пересадку головы. А если даже это и случится, то ничего не известно о том, какую боль будет ощущать обезглавленное тело.

И что касается этической стороны пересадки головы или мозга человеку. 6 лет назад Европейская ассоциация нейрохирургических обществ объявила трансплантацию головы людям неэтичной. Хотя это заявление и несет рекомендательный характер, все же нейрохирурги описали эту теоретическую операцию как ту, которая скорее всего приведет к смерти пациента.

Как уже писал Фокус, ученые создали беспроводной мозговой имплант, который способен уничтожить раковую опухоль за 15 дней.

Что касается болезней мозга, то как уже писал Фокус, у ученых появилась новая теория того, что является причиной появления болезни Альцгеймера.

Возможна ли трансплантация человеческого мозга?

Ранее на этой неделе я обсуждал работу доктора Роберта Уайта, нейрохирурга, работавшего в середине 20-го ^-го-го века, который провел обширные исследования трансплантации головы у животных. Операция иногда срабатывала, особенно у обезьян. Но это никогда не делалось на людях, в основном потому, что трансплантация головы означала бы разрезание спинного мозга, что вызвало бы полный и необратимый паралич.

Самая разумная точка зрения на душу состоит в том, что она является активным принципом тела, то есть душа есть то, что делает тело. Таким образом, душа следует за функцией. С этой точки зрения я делаю вывод, что после пересадки головы я буду видеть своими настоящими глазами, слышать своими оригинальными ушами и т. д. Если бы я мог двигать пересаженное тело, будь то «моё» тело или тело «донора». тело — это вопрос лингвистический, а не метафизический. Мы сталкиваемся с той же — в основном лингвистической — проблемой при трансплантации других органов. Если мне сделают пересадку почки, будет ли эта почка моей или во мне будет работать донорская почка? Ответ зависит от языка — я называю это почкой. Суть в том, что почки работают — нет никакой реальной метафизической проблемы.

Но возникает один вопрос, который не может быть решен разъяснением языка: А как насчет трансплантации частей моего мозга? Каков был бы метафизический статус человека (или людей) с гибридным мозгом — доля моего мозга, соединенная с долей мозга моего соседа? Что, если бы крошечные кусочки мозга всех жителей моего района были пересажены в мой мозг? Буду ли я включать своих соседей? Включат ли они меня? Или оба или ни один? Будет ли соседство в моем черепе?

Что стало бы с моей душой и душами моих соседей, если бы наши мозги смешались вот так? Я думаю, что ответ есть, и он имеет глубокое значение.

Есть два основных сценария. Первым будет трансплантация частей мозга (например, полушария) без соединений. Теоретически возможно удалить правое полушарие моего соседа и поместить его в мой череп. Предположим, что правый глаз моего соседа был пересажен вместе с его правым полушарием. Я считаю, что результат можно предсказать с уверенностью. Мой сосед увидит из его правый глаз в мой череп. Мой сосед тоже увидел бы из свой левый глаз из в собственном черепе — у него в прямом смысле двоилось бы в глазах. Если бы мое правое полушарие и глаз пересадили ему в череп, у меня было бы соответствующее двоение в глазах. Это может показаться странным — иметь глаза в двух разных местах, которые видят разные вещи. Но такими мы были бы тогда. Наши глаза находятся на расстоянии нескольких дюймов друг от друга, и расстояние между ними позволяет воспринимать глубину. После пересадки полушария глаза глаза могут быть удалены друг от друга на тысячи миль. Я видел бы две наложенные друг на друга сцены — двоение в глазах — в совершенно разных частях света, в зависимости от того, куда путешествовали черепа, содержащие полушария и глаза. Очевидно, это было бы очень странно, но я не вижу никаких метафизических проблем.

Более глубокая ситуация такова: что, если бы части мозга моего соседа (или мозга соседей) были интегрированы в мой мозг — функционально присоединили к моему мозгу? Что произойдет, если мозги двух или более людей соединить? Важно понимать, что это не беспрецедентно. К мозгу прикреплен набор сиамских близнецов, которые совместно контролируют конечности и даже, кажется, разделяют некоторые мысли.

Существует также набор сиамских близнецов, которые имеют отдельные мозги, но единое тело и разделяют контроль над телом. Неврология этих близнецов до конца не изучена, но, похоже, существует неявное сотрудничество в движениях и мыслях. Я считаю, что это аналогично обычному сотрудничеству не связанных между собой людей в повседневной жизни. Мы все время сотрудничаем и делаем что-то вместе — мы сотрудничаем в проектах, вместе переносим тяжелые вещи и т. д. Сиамские близнецы делают это более спонтанно и интимно. Это странно, но не совсем не похоже на обычную социальную жизнь.

А теперь подумайте: что, если бы небольшую часть мозга моего соседа — скажем, часть его височной доли, отвечающую за память, — пересадили бы в мой? У кого будут воспоминания? Ответ заключается в том, что, в отличие от предыдущих сценариев, такая трансплантация , а не , в настоящее время возможна, и нет никаких объективных оснований полагать, что она когда-либо будет осуществлена.

Ткань центральной нервной системы, включая ткани головного и спинного мозга, , а не восстанавливает функцию при разрезании. Возможно, когда-нибудь он будет способен к функциональному восстановлению. Многие нейробиологи считают, что когда-нибудь станет возможным функциональное заживление тканей разрезанного головного или спинного мозга. Но это надежда, а не наука, основанная на данных. Я подчеркиваю, что нет научные причины думать, что это произойдет. Ткани головного и спинного мозга в этом смысле совершенно уникальны — большинство частей тела функционально заживают и могут быть трансплантированы, но не мозговая ткань.

Здесь я рискую, но я полагаю, что точка зрения разумного замысла может дать представление об особой неспособности тканей центральной нервной системы к регенерации. Мы склонны думать о перспективе дизайна с точки зрения функциональных возможностей — например. способность ДНК кодировать гены или способность рибосом производить белки и т. д. в качестве доказательства дизайна. Но мы также должны учитывать биологические неспособности как возможные проявления замысла. Живые существа полны целей — сердца, которые качают кровь, легкие, которые обмениваются газами, почки, которые выделяют мочу — и цели, конечно, всегда подразумевают лежащий в основе разум и замысел.

Но и цель может ограничивать. Мы не занимаемся сексом с близкими биологическими родственниками — это имело бы глубокие моральные и генетические последствия. Отвращение к инцесту во многих культурах на протяжении всей истории служит цели нашего дизайна. Возможно, замечательная неспособность тканей головного и спинного мозга к функциональному заживлению после порезов также является частью нашего дизайна, потому что не позволяет нам создавать гибриды, подобные Франкенштейну. Неспособность трансплантировать функциональную мозговую ткань, которая, так сказать, «сварила бы» души, может быть конструктивным ограничением, созданным в нас, чтобы не дать нам пересечь глубокие этические границы.

Наш Создатель наверняка знает, на какое зло мы способны. Возможно, он встраивает предохранительные клапаны. Он намеревается защитить нас от худшего из нашей гордыни.

Мы созданы для определенных целей. Человеческие химеры, которые будут созданы путем пересадки мозговой ткани, стирают различие между человеческими душами. Трансплантация воспоминаний, познания и эмоций, в отличие от трансплантации почек и сердец, может быть слишком далеко в нашем биологическом замысле.

Я подозреваю, что предположение о трансплантации частей мозга и ее значении для личности человека является спорным. Нет причин думать, что это когда-нибудь станет возможным. Наши дизайнерские ограничения — например, неспособность ткани центральной нервной системы к функциональному восстановлению — могут быть особенностями, а не ошибками, предназначенными для защиты нас от самих себя.

Вот обсуждение прошлой среды: Являются ли пересадки головы пересадкой души?

Майкл Эгнор: Пересадка головы — это пересадка души? В частности, если бы вам пересадили голову, ушла бы с ней и ваша душа? Поскольку трансплантация головы человека может вызвать квадриплегию, многие философские вопросы в настоящее время носят теоретический характер, но, тем не менее, интересны.

Кластеры нейронов человека, трансплантированные крысам, предлагают новый инструмент для изучения мозга: снимки

На этом поперечном срезе мозга крысы показана ткань органоида человеческого мозга, флуоресцирующая светло-зеленым цветом. Ученые говорят, что эти имплантированные кластеры человеческих нейронов могут помочь в изучении заболеваний головного мозга.

Лаборатория Паски / Стэнфордская медицина

скрыть заголовок

переключить заголовок

Лаборатория Паски / Стэнфордская медицина

Ученые продемонстрировали новый способ изучения таких состояний, как расстройство аутистического спектра, СДВГ и шизофрения.

Подход предполагает пересадку кластера живых клеток человеческого мозга из чашки в лаборатории в мозг новорожденной крысы, сообщает группа из Стэнфордского университета в журнале Nature .

Кластер, известный как мозговой органоид, затем продолжает развиваться способами, имитирующими человеческий мозг, и может позволить ученым увидеть, что идет не так при ряде нервно-психических расстройств.

«Это определенно шаг вперед», — говорит Паола Арлотта, видный исследователь органоидов мозга из Гарвардского университета, которая не участвовала в исследовании. «Конечная цель этой работы — начать понимать особенности сложных заболеваний, таких как шизофрения, расстройство аутистического спектра, биполярное расстройство».

Но прогресс, вероятно, вызовет у некоторых беспокойство, говорит биоэтик Инсу Хён, директор отдела наук о жизни в Музее науки в Бостоне и член Центра биоэтики Гарвардской медицинской школы.

«Люди склонны считать, что когда вы переносите биоматериалы из одного вида в другой, вы переносите сущность этого животного в другой», — говорит Хён, добавляя, что даже самые передовые мозговые органоиды все еще находятся в зачаточном состоянии. версии человеческого мозга.

Преодоление научного препятствия

Успех в трансплантации органоидов человеческого мозга живому животному, по-видимому, устранил серьезное препятствие для их использования в качестве моделей болезней человека. Он также представляет собой кульминацию семилетней работы под руководством доктора Серджиу Паска, профессора психиатрии и поведенческих наук в Стэнфорде.

Органоиды человеческого мозга состоят из плюрипотентных стволовых клеток, которые можно превратить в различные типы клеток мозга. Эти клетки выращивают во вращающемся контейнере, известном как биореактор, который позволяет клеткам спонтанно образовывать мозгоподобные сферы размером с небольшую горошину.

Но через несколько месяцев выращенные в лаборатории органоиды перестают развиваться, говорит Паска, чья лаборатория в Стэнфорде разработала метод трансплантации. По его словам, отдельные нейроны в кластере остаются относительно небольшими и образуют относительно мало связей.

«Независимо от того, как долго мы держим их в тарелке, они все равно не становятся такими сложными, как человеческие нейроны в реальном человеческом мозгу», — говорит Паска. Это может быть одной из причин, по которой органоидам еще предстоит многое рассказать о происхождении сложных нервно-психических расстройств, говорит он.

Итак, команда Паски решила найти среду для органоидов, которая позволила бы им продолжать расти и созревать. Они нашли один в мозгу новорожденных крыс.

«Мы обнаружили, что [органоид] увеличивается в объеме в течение нескольких месяцев примерно в девять раз, — говорит Паска. «В конце концов, он покрывает примерно треть полушария крысы».

Пересаженные клетки не вызывают проблем у крыс, которые ведут себя нормально по мере роста, говорит Паска.

«Крысиная ткань просто отодвинута в сторону», — говорит он. «Но теперь у вас также есть группа человеческих клеток, которые интегрируются в схему».

Клетки человека начинают связываться с клетками крысы. Тем временем кровеносные сосуды крысы начинают снабжать клетки человека кислородом и питательными веществами.

Связь с органами чувств

Команда Паски поместила каждый органоид в область мозга крысы, обрабатывающую сенсорную информацию. Через несколько месяцев команда провела эксперимент, который показал, что клетки человека реагируют на все, что ощущает крыса.

«Когда вы стимулируете усы крысы, большинство человеческих нейронов вовлекается в электрическую активность, которая следует за этой стимуляцией», — говорит Паска.

Другой эксперимент предполагает, что человеческие клетки могут влиять даже на поведение крыс.

Команда научила крыс ассоциировать стимуляцию их человеческих клеток с наградой — глотком воды. В конце концов, крысы начали искать воду всякий раз, когда стимулировались клетки человека.

В последнем эксперименте команда Паски решила показать, как трансплантированные органоиды могут помочь определить изменения мозга, связанные с конкретным заболеванием человека. Они выбрали синдром Тимоти, очень редкое генетическое заболевание, которое влияет на развитие мозга таким образом, что может вызвать симптомы расстройства аутистического спектра.

Группа сравнила органоиды, полученные из стволовых клеток здоровых людей, с органоидами, полученными из стволовых клеток пациентов с синдромом. В лаборатории кластеры клеток выглядели одинаково.

«Но после того, как мы провели трансплантацию и посмотрели через 250 дней, мы обнаружили, что в то время как контрольные клетки резко выросли, клетки пациентов этого не сделали», — говорит Паска.

Улучшенная модель с учетом этических соображений

Эксперименты показывают, что команда Паски разработала более совершенную модель для изучения заболеваний головного мозга человека, говорит Арлотта.

Ключевым моментом является обеспечение трансплантированных органоидов сенсорной информацией, которую они не получают при выращивании в чашке, говорит она, отмечая, что мозг младенца нуждается в такого рода стимуляции для нормального развития.

«Это то, что мы получаем после рождения, — говорит она, — особенно когда мы начинаем познавать мир и слышать звук, видеть свет и так далее».

Но по мере того, как органоиды мозга становятся все более похожими на настоящий человеческий мозг, ученым придется учитывать этические и социальные последствия этого исследования, говорит Арлотта.

«Мы должны иметь возможность наблюдать за этим, обдумывать, обсуждать и останавливать его, если мы думаем, что однажды окажемся в точке, в которой нам не следует двигаться вперед», — говорит она. «Я думаю, что мы очень, очень далеко от этой точки прямо сейчас».

Даже самые передовые мозговые органоиды не имеют ничего даже отдаленно похожего на возможности человеческого мозга, говорит Хён, опубликовавший видеозапись своего разговора с Паской, приуроченную к публикации нового исследования.