Препятствия трансплантации головы
Итальянский нейрохирург Серджио Канаверо планирует вскоре пересадить первую человеческую голову. Может ли проект быть успешным?
Серхио Канаверо любит большой вход. 12 июня 2015 года на ежегодной конференции Американской академии неврологических и ортопедических хирургов он объявил о своем смелом плане провести первую трансплантацию головы человека в ближайшие два года.
В принципе, для его проекта больше подходил бы термин "пересадка тела", так как пациент должен получить новое тело на голову. Нейрохирург, проработавший в Университетской больнице Турина до публикации своего скандального проекта, видит во вмешательстве решение ранее неизлечимых недугов. Если бы вы могли просто заменить больное тело телом мертвого, но в остальном здорового донора, диабет, рак и паралич остались бы в прошлом, и, по его словам, человечество было бы на один шаг ближе к бессмертию. То, что звучит как научная фантастика, вовсе не является мечтой Канаверо о будущем: доктор недавно назвал возможной датой весну 2018 года.
Ученые мечтают о пересадке головы уже более века и уже проверили это в ряде экспериментов на животных. Все началось в 1908 году с американского физиолога Чарльза Гатри, который вместе с лауреатом Нобелевской премии Алексисом Каррелом (1873-1944) добился революционных успехов в области сосудистой хирургии. С другой стороны, довольно сомнительной известности ему помог другой проект. Он обезглавил одну собаку и пришил ее голову к шее другой. Он соединил артерии таким образом, что кровь текла сначала ко второй голове, потом к исходной. Если животное изначально показывало рефлексы, его состояние ухудшалось в течение нескольких часов, поэтому его решали убить.
В последующие годы ученые неоднократно создавали таких существ. Например, в 1950-х годах советский хирург Владимир Петрович Демихов (1916-1998) провел серию экспериментов, в ходе которых пересаживал голову и туловище щенка на шею взрослой собаке. Поначалу овчарка Рыльщи вроде хорошо перенесла операцию, так как ела и лаяла обеими головами. Однако через три дня исследователям пришлось объявить о его смерти. Рекордсмен среди двухголовых химер Демихова прожил почти месяц, но большинство из них, как и Рыльски, вскоре умерли.
Голова впервые была заменена в 1970 году, когда американский нейрохирург Роберт Уайт поместил голову другой обезьяны на макаку-резус. Животное было парализовано ниже шеи, но могло есть, следить за движениями глазами и даже проявлять агрессию, пока чуть более чем через неделю не умерло от реакции отторжения иммунной системой. Коллега Уайта Джерри Сильвер, который в то время был свидетелем эксперимента, помнит лицо обезьяны, искаженное страхом, и с тех пор публично выступает за то, чтобы такие эксперименты не повторялись.
Серхио Канаверо, с другой стороны, убежден, что такое вмешательство должно применяться к людям. В хирургическом протоколе проекта, который он эвфемистически называет «НЕБЕСА» (предприятие по наложению анастомоза головы), он описывает свой план: бригады хирургов должны начать операцию. Донор и реципиент интубированы и переведены на искусственную вентиляцию легких. Затем врачи охлаждают голову пациента до 12-15 градусов по Цельсию. Для этого они промывают сосуды ледяным «раствором Рингера», что соответствует электролитному составу крови.
Тонкая процедура
Последнее может показаться смелым, но оно уже зарекомендовало себя на практике. Гипотермия переводит клетки мозга в своеобразный режим ожидания, временно снижая потребность в кислороде. Это используется, например, при остановке сердечно-сосудистой системы и инсультах, чтобы избежать повреждения головного мозга. Исследования показывают, что млекопитающие с целенаправленным охлаждением могут прожить до часа без кровообращения, не страдая от серьезных неврологических повреждений.
В этом временном окне Канаверо хочет соединить изолированную голову с донорским телом. После охлаждения донор и реципиент помещаются в вертикальное сидячее положение. Две бригады хирургов тщательно разрезают все анатомические структуры выше ключицы: мышцы, пищевод, трахею, нервы и кровеносные сосуды, которые тут же зажимают. Это сложно - нейрохирурги могут при необходимости пережать сонную артерию или соединить ее трубкой, но не всю сразу.
Тело делает разум
В когнитивной науке развилась целая отрасль исследований, посвященная важности телосложения для мышления, чувств и действий. Исследования этого так называемого воплощения показывают, что даже физическое влияет на нашу способность решать проблемы.
Итак, психологи Лаура Томас и Алехандро Льерас из Университета Вандербильта в Нэшвилле попросили своих испытуемых связать две веревки, свисающие с потолка. Однако веревки висели так далеко друг от друга, что их нельзя было поймать одновременно, и были слишком короткими, чтобы схватиться за один конец и перекинуть его на вторую веревку. Тот, кто раньше совершал размашистые движения обеими руками, с большей вероятностью найдет творческое решение: одну из веревок можно было утяжелить плоскогубцами, лежащими в комнате, чтобы ее было легко захватывать при раскачивании.
Одним из сторонников тезиса о воплощении является Альва Ноэ, профессор философии Калифорнийского университета в Беркли. Он утверждает, что, хотя сознание полагается на нейронные процессы, оно выходит далеко за его пределы; оно возникает только через физическое взаимодействие с окружающей средой. Ноэ сопротивляется идее, что тело - это всего лишь своего рода робот, который контролируется мозгом и поддерживает его жизнь.
Психон. Bull. Rev.16, стр. 719-723, 2009
Между пятым и шестым шейными позвонками команды должны сломать позвоночник. Затем специально изготовленное устройство переносит отрубленную голову в новое тело, после чего хирурги вновь соединяют ткани, мышцы, нервы, дыхательные и пищеварительные пути, вены и артерии; Затем пластические хирурги зашивают кожу. Кровоток донора со временем снова нагревает голову до температуры тела.
Сейчас пациент находится в искусственной коме на срок до трех недель. После пробуждения он работает с физиотерапевтами, чтобы тренировать свою подвижность, а пожизненный прием иммунодепрессантов сводит к минимуму риск отторжения. Это идея.
Трансплантационная медицина быстро развивалась в течение последнего столетия. Мы можем пересаживать почки, печень, сердца, даже руки и целые лица. Почему бы и не голову в один прекрасный день? Самой большой проблемой, вероятно, будет соединение спинного мозга, чтобы пациент также мог контролировать свое новое тело. В то время как поврежденные волокнистые пути в периферической нервной системе отрастают, разорванные аксоны в центральной нервной системе не могут регенерировать спонтанно. Вот почему параплегию так трудно лечить.
Канаверо также хочет иметь готовое решение для этого: разработанный им метод "БЛИЗНЕЦЫ" - сердцевина его плана. Спинной мозг должен быть перерезан особенно острым лезвием. Гладкий срез облегчает соединение концов, чем после естественной травмы. Клей может представлять собой полиэтиленгликоль (ПЭГ), синтетический клей, обычно используемый в медицине и косметике, который может стимулировать рост нервных волокон. Доказательством этого служат исследования на животных, в которых крысы с параличом нижних конечностей снова смогли лучше двигаться после обработки полимером.
Все идет не так
Разработчик многообещающей методики Ганс Вернер Мюллер из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе, однако, сомневается в успехе пересадки головы. «То, что Канаверо планирует сделать, идет не так, как я сказал ему», - предупреждает он «Spiegel Online». ПЭГ не позволял повторно прорастать поврежденным аксонам подопытных животных; Скорее, новые отростки клеток росли от головного мозга к спинному мозгу и там активировали нервные клетки, ответственные за движение ног.
В качестве пробного запуска метода «БЛИЗНЕЦЫ» южнокорейские исследователи из Университета Конкук в Сеуле, тесно сотрудничая с Канаверо, лечили собаку с разорванным спинным мозгом с помощью ПЭГ. Три недели спустя бигль снова смог ходить самостоятельно. Но публикация дает мало доказательств предполагаемого успеха и вряд ли подходит в качестве оправдания эксперимента на людях.
Экспериментальные прекурсоры
1908
Американский физиолог Чарльз Гатри впервые пересадил голову одного живого существа на тело другого. Он пришивает голову одной собаки к шее другой. Сначала животное проявляет рефлексы, но через несколько часов его необходимо убить.
1940
Советскому ученому-биомедику Сергею Брюхоненко удалось на короткое время сохранить в живых отрубленную голову собаки, которая была подключена к аппарату искусственного кровообращения через трубки к аппарату искусственного кровообращения.
1954
Советский хирург Владимир Петрович Демихов пересаживает переднюю часть щенка, включая передние лапы, на шею более крупной собаки. Одно из его подопытных животных прожило почти месяц, но большинство из них умирает в течение нескольких дней.
1970
Американский нейрохирург Роберт Уайт удаляет голову макаки-резуса и надевает ее на тело макаки-резуса, у которой ранее была удалена собственная. Животное может слышать, видеть, чувствовать запах и вкус, но парализовано ниже шеи и умирает через девять дней.
Только однажды у человека удалось восстановить поврежденный спинной мозг. В 2013 году польский нейрохирург Павел Табаков из Вроцлавской университетской больницы и его коллеги помогли 28-летнему парню, парализованному ниже грудной клетки после нападения с ножом, сделать первые нетвердые шаги. Благодаря пересадке нейронов из носа, которые перекрывают брешь в спинном мозге, теперь он снова может даже водить машину - настоящий успех в терапии паралича, но, к сожалению, пока единичный случай.
Канаверо не хочет ничего слышать об этом. Человек с почти маниакальным стремлением создавать практики айкидо и джиу-джитсу говорит, что говорит на восьми языках и называет себя профессиональным соблазнителем. В дополнение к своим медицинским публикациям он также является автором книги под названием «Donne scoperte» на английском языке «Revealed Women», на которой изображен голый зад. В этом читатель должен научиться манипулировать телом женщины в сексуальных целях с помощью «текущих нейропсихологических данных о женском мозге (…). Известный своими грубыми идеями и склонностью к самоуверенности, он считает себя первооткрывателем, провидцем, опередившим свое время, подобно Луи Пастеру, над которым смеялись современники за его тезис о том, что крошечные живые существа вызывают определенные болезни.
Новаторский дух Канаверо сопряжен с дополнительными рисками. Отчаявшиеся люди добровольно идут на незрелую операцию, как, например, русский Валерий Спиридонов, страдающий тяжелой формой атрофии мышц. Болезнь вызывает постепенную гибель двигательных нервов в спинном мозге, что в конечном итоге приводит к смерти. Однако мысленно 30-летний программист остается совершенно ясным. Благодаря своей вере в прогресс и доверию к уверенным прогнозам Канаверо, он рассматривает вмешательство как крайнюю меру.
Наивный и упрощенный взгляд на человека
Но даже если бы хирурги преодолели все медицинские препятствия: Никто не знает, как реагирует психика человека, когда ты внезапно просыпаешься от наркоза с чужим телом. В отдельных случаях трансплантация даже терпит неудачу из-за психологических последствий: Клинту Халламу, первому человеку, получившему новую руку, пришлось удалить ее два года спустя, потому что он никогда не принимал конечность умершего как свою.
Пациенты, перенесшие трансплантацию, сопровождаются терапевтически, чтобы они могли справиться со стрессовой ситуацией. Такие вопросы, как «Я все такой же, как раньше?», не редкость. чувство вины перед донором. Области мозга, которые представляют отдельные области тела, также меняются в зависимости от части тела. Например, фантомные боли возникают после ампутаций. Таким образом, полная замена корпуса может иметь неожиданные последствия.
Медицинский специалист по этике Берт Хайнрихс из Рейнского университета имени Фридриха-Вильгельма в Бонне также выражает озабоченность: «Идея простой возможности заменить тело как запасную часть свидетельствует о наивном и упрощенном взгляде на человека. Философия тем временем сильно изменилась. Мы прощаемся со строгой дуальностью разума и тела, которую мы не должны теперь просто заменять разделением на мозг как вместилище сознания и тело как машинный придаток».
Между тем, надежды Валерия Спиридонова рухнули, когда Канаверо объявил, что спорная операция будет проведена в Китае, а это означает, что право на нее будет иметь только гражданин Китая. Фактически, ни один западный комитет по этике не мог санкционировать этот эксперимент на людях.
Точное место проведения мероприятия теперь называется Харбинским университетом, где практикует Сяопин Рен: хирург, который участвовал в первой пересадке рук и открыт для идей Канаверо. Еще в 2013 году Рен поменял местами головы нескольких мышей, создав белые головы с черными головами, и наоборот. Грызуны могли моргать и шевелить усами, но были парализованы ниже шеи. В 2017 году он пересадил переднюю часть молодой крысы в область шеи взрослой - аналогично собакам Владимира Демихова. В прошлом году он последовал примеру Роберта Уайта и пересадил голову обезьяны, но не попытался соединить спинной мозг с новым телом. Субъект животного должен был быть подвергнут эвтаназии через 20 часов. С тех пор китайцы говорят более мягким тоном и признают: до первого эксперимента на людях может пройти еще много времени. А председатель Китайского комитета по пересадке органов Хуан Цзефу уже высказался и, по сообщениям СМИ, указал, что такие испытания на людях нарушат действующее законодательство его страны.
Есть вещи похуже, чем быть мертвым. Вполне возможно, что тогда пациент будет прозябать между жизнью и смертью, - предупреждает президент Немецкого общества нейрохирургии Вальтер Штуммер. - Каждый отдельный шаг этого грандиозного проекта сложен и подвержен ошибкам. При последовательном соединении риск увеличивается. Канаверо создает концепцию на основе уже установленных методов и фундаментальных исследований. Кроме того, у пациента с предшествующим неврологическим заболеванием, как у Валерия Спиридонова, пришлось бы даже совмещать здоровый спинной мозг с больным. Он даже не решает эту дополнительную проблему».
Поэтому остается более чем сомнительным, состоится ли пересадка головы в обозримом будущем. Вам придется не только преодолеть все юридические препятствия, но и собрать целую команду лучших хирургов, которые все согласятся с незрелым планом.
Серджио Канаверо любит изображать из себя современного Доктора Франкенштейна, но сам сделать операцию не смог - не хватает необходимых ноу-хау. Но у мастера на все руки уже давно есть новый проект: он хочет пересадить первый мозг в ближайшие три года.
Вехи трансплантационной медицины
1883: Пациенту имплантировали ткань щитовидной железы после того, как его собственная щитовидная железа была удалена хирургическим путем.
1905: Первая успешная пересадка роговицы
1954: Первая успешная трансплантация почки с однояйцевыми близнецами в качестве донора и реципиента; первая трансплантация целых органов
1957: Первая пересадка костного мозга
1958: Открытие антигенов лейкоцитов человека, которые позволяют иммунной системе распознавать чужеродные ткани, помогает решить проблему отторжения.
1967: Первая пересадка сердца; Пациент умирает от пневмонии через 18 дней.
1967: Первая успешная пересадка печени
1970: Открытие иммунодепрессанта циклоспорина, который значительно увеличивает продолжительность жизни пациентов после трансплантации
1983: Первая успешная трансплантация легких
1998: Трансплантация из первых рук
2000: Первая трансплантация обеих рук
2005: Первая трансплантация лица; француженка, изуродованная нападением собаки, получает нос, подбородок и губы.
2008: Первая успешная трансплантация обеих рук
2011: Первая трансплантация гортани и трахеи, позволившая пациентке восстановить голос
2012: Самая сложная трансплантация лица на сегодняшний день, включая челюсть, язык и зубы
2014: Первая успешная трансплантация пениса
2014: Первая успешная трансплантация матки, в результате которой родился здоровый ребенок
Бейтман, К.: Первая в мире успешная трансплантация полового члена в больнице Тайгерберг. В: Южноафриканский медицинский журнал 105, стр. 251-252, 2015 г.
Brännström, M. et al.: Живорождение после трансплантации матки. В: The Lancet 385, стр. 607-616, 2015 г.
Гандер, Б.: Аллотрансплантация композитной ткани руки и лица: новый рубеж в трансплантационной и реконструктивной хирургии. В: Transplant International 19, стр. 868-880, 2006 г.
Хаким Н. С., Папалуа В. Е.: История трансплантации органов и клеток. Imperial College Press, Лондон, 2003 г.