18 июля чуть больше 100 лет назад, в 1916 году, в крестьянской семье на свет появился Владимир Петрович Демихов — человек, который стоял у истоков отечественной трансплантологии.
Он первым сделал искусственное сердце и имплантировал его собаке, прожившей с ним 2 часа. В.П. Демихов также первым пересадил отдельное легкое, сердце вместе с легким, печень и разработал процедуру маммарно-коронарного шунтирования. Одним из направлений его работы были попытки трансплантации головы. Еще в 1954 году он впервые приживил собаке вторую голову и неоднократно успешно повторял эту процедуру.
Сегодня пересадка сердца — все еще одна из сложнейших операций в мире, но уже не уникальная. Только в России ежегодно проводится более 200 таких операций. Пересадка печени постепенно превращается в рутинную процедуру, равно как и многие другие операции, разработанные В.П. Демиховым. Только пересадка головы по-прежнему остается одной из нерешенных задач трансплантологии — наука в немалой степени продвинулась вперед за последние 60 лет, но до трансплантации головы живому человеку все еще не добралась.
MedAboutMe разбирался, почему пересадить голову сложнее, чем сердце, и какие проблемы, кроме медико-физиологических, встают перед учеными в данной области.
Тело или голова?
Суть операции по трансплантации головы заключается в том, чтобы голову одного живого существа приживить к телу другого. Ее проведение возможно в двух вариантах:
- Голова «принимающей стороны» не удаляется — и именно такие эксперименты делал В.П. Демихов. Всего он создал 20 двухголовых собак.
- Голова с тела удаляется, то есть голова донора должна остаться единственной на теле.
Сразу стоит отметить: вопрос о том, кто из двух организмов донор (тот, кто делится органами), а кто реципиент (тот, кому пересаживают органы) — до сих пор окончательно не решен:
- С одной стороны, тело — это 80% организма, и в этом ракурсе происходит пересадка головы на новое тело. И в СМИ, и среди значительной части ученых говорят именно о трансплантации головы.
- С другой стороны, мы считаем голову наиболее значимой частью организма, ведь в ней мозг, определяющий человека как личность. В таком ракурсе более корректно было бы говорить о пересадке тела.
Медицинские проблемы пересадки головы
Ученые говорят о трех основных проблемах, которые пока не удается решить при трансплантации головы.
- Риск отторжения трансплантата.
Ну, допустим, что достижения современной медицины позволят справиться с этой проблемой хотя бы на короткий срок. Даже в конце 1950-х у В.П. Демихова после операции некоторое время жили и собаки с двумя головами, и даже двухголовая обезьяна — правда, недолго, ну так и медицина была развита намного хуже.
- Риск смерти мозга при отключении от кровоснабжения.
Чтобы сохранить нейроны мозга живыми, им необходимо обеспечить непрерывный приток крови, несущей кислород и питательные вещества, а также удаляющей из нервных клеток вредные отходы их жизнедеятельности. Отключение кровоснабжения головного мозга даже на незначительное время приводит к быстрой его гибели. Но и эту проблему можно решить при помощи современных технологий. Например, при проведении трансплантации обезьяне голову охлаждали до 15°С, что позволяло в значительной степени предотвратить гибель нейронов мозга.
- Проблема соединения частей центральной нервной системы тела и головы.
Этот вопрос самый сложный и пока не решенный. Например, дыхание и сердцебиение контролируются вегетативной нервной системой и стволом головного мозга. Если удалить голову — сердце остановится, дыхание прекратится. Кроме того, следует правильно соединить все отростки нейронов, выходящие из черепа в спинной мозг, ведь в противном случае мозг не будет получать информацию от сенсоров тела и не сможет контролировать движение. А ведь спинной мозг — это не только двигательная активность. Это также тактильная чувствительность, проприоцепция (ощущение своего тела в пространстве) и др.
Скептики также напоминают, что если бы ученые и врачи научились сращивать разорванный спинной мозг — а именно об этом в данном случае идет речь, то в первую очередь эту технологию следовало бы применить к сотням и тысячам уже обездвиженных людей с повреждениями спинного мозга.
В 2016 году международная команда ученых из США и Южной Кореи предложила использовать для сращивания разрушенных нервных путей спинного мозга полиэтиленгликоль (ПЭГ). В ходе эксперимента ученым удалось хотя бы частично восстановить перерезанный спинной мозг 5 из 8 животных: они были живы через месяц после начала эксперимента и демонстрировали способность двигаться. Остальные животные погибли парализованными.
Позднее ученые из Университета штата Техас усовершенствовали раствор для сращивания спинного мозга, усилив его свойства графеновыми нанолентами, которые должны играть роль своего рода строительного каркаса для нервных клеток.
Есть также данные о том, что у южнокорейских ученых получилось вернуть способность двигаться крысам с перерезанным спинным мозгом и добиться неплохих результатов у собаки, повреждения спинного мозга которой составили 90%. Правда, степень доказательности этих экспериментов довольно низкая. Ученые не предоставили свидетельства того, что у экспериментальных животных действительно был разрушен спинной мозг, да и выборка слишком мала.
В любом случае, по оценкам экспертов, после того, как медики научатся уверенно восстанавливать разорванный спинной мозг, трансплантация головы будет возможна, в лучшем случае, только через 3-4 года.
Психика, этика и два мозга организма
Перечисленные проблемы — не единственные. Даже теоретическая возможность пересадки тела поднимает множество вопросов на грани этики, физиологии и психиатрии.
Ученые считают, что мы воспринимаем мир не только «через голову», но и в немалой степени через телесные ощущения. Роль проприоцепции в жизни человека огромна — мы не можем осознать это, так как она является частью человеческого существования. Однако психиатры описывают редкие случаи утраты чувства проприоцепции — таким людям сложно существовать в этом мире.
Еще один важный момент. Мозг — крупнейшее скопление нервных клеток тела человека. Но есть еще одна обширная нервная сеть — энтеральная нервная система (ЭНС), расположенная в стенках желудочно-кишечного тракта. Ее иногда называют «вторым мозгом», так как она может «принимать решения» без участия головного мозга, используя при этом те же нейромедиаторы, что и последний. Более того, 95% серотонина («гормон настроения») вырабатывается не «в голове», а именно «в кишечнике», а ведь именно этот гормон в значительной степени определяет наше представление о мире.
Наконец, в последние годы появляется все больше свидетельств, что микробиом кишечника тоже оказывает свое воздействие на формирование личности человека.
Все эти факты вызывают у ученых сомнения в том, что именно голова определяет личность человека. Вполне возможно, что телесная часть личности окажет такое влияние на пересаженную голову, что еще встанет вопрос: кто же в теле хозяин? И как психика человека перенесет этот новый взгляд на мир — еще не известно.
Последние пару лет в СМИ периодически мелькает информация о решении жителя России, программиста Виталия Спиридонова стать «подопытным кроликом» и принять участие в первой в мире операции по трансплантации головы живому человеку. Спиридонов страдает от неизлечимого заболевания — болезни Верднига—Гоффмана, врожденной спинальной амиотрофии. Его мышцы и скелет атрофируются, что грозит ему смертью. Он дал согласие Серджио Канаверо на участие в операции, но процедура откладывается.
Хроники трансплантации головы
- 1908 год. Французский хирург Алексис Каррель занимался разработкой методик по соединению кровеносных сосудов при трансплантации. Он пересадил собаке вторую голову и даже зафиксировал восстановление некоторых рефлексов, но животное погибло через несколько часов.
- 1954 год. Советский хирург Владимир Петрович Демихов, также в рамках разработки процедуры коронарного шунтирования, провел на собаке трансплантацию верхней части тела — головы с передними ногами. Привитые части тела могли двигаться. Максимальная продолжительность жизни в одном случае составила 29 дней, после чего животное погибло из-за отторжения тканей.
- 1970 год. Американский нейрохирург Роберт Дж. Уайт отрезал голову у одной обезьяны и соединил кровеносные сосуды тела с головой другого животного. Нервную систему он тоже не трогал. При этом Уайт использовал глубокую гипотермию (охлаждение) для защиты мозга на этапе его временного отсоединения от кровоснабжения. Привитая голова могла жевать, глотать и двигать глазами. Все обезьяны, участвовавшие в подобных экспериментах, умирали в течение максимум трех дней после операции от побочных эффектов высоких доз иммунодепрессантов.
- 2012 год. После нескольких экспериментов по пересадке головы другими учеными известность получили опыты китайского трансплантолога Сяопина Рена. Он успешно пересаживал голову одной мыши на тело другой — в лучшем случае экспериментальные животные прожили полгода.
- 2013 год. Итальянский трансплантолог Серджио Канаверо выступил с заявлением о возможности трансплантации головы человека.
- 2016 год. Канаверо и Рен рассказали об успешных попытках трансплантации головы у мышей, крыс, собак и обезьян и столь же успешном соединении разрезанного спинного мозга у животных при помощи белков фузогенов. Правда, научное сообщество сомневается в достоверности обнародованных результатов, так как вместо видео были представлены лишь фото сомнительного качества. Да и сами Рен и Канаверо признали, что речь идет о восстановлении лишь 10-15% нервных связей в спинном мозге, в лучшем случае. По словам ученых, этого должно хватить для хоть каких-то мелких движений.
- 2017 год. Сяопин Рен сообщил об успешной пересадке головы на трупе человека. Правда, доказать успех оказалось довольно сложно, потому что неясно, можно ли таким способом восстановить нервные связи спинного мозга.
- Светлое будущее. Серджио Канаверо (Италия) и Сяопин Рей обещают в ближайшие годы пересадить голову живому человеку. Им надеется стать Виталий Спиридонов. Но, похоже, что первым «подопытным» станет гражданин Китая — это более выгодно для бизнеса.
- Трансплантология развивается семимильными шагами. Ежегодное число пересадок почек в мире измеряется десятками тысяч, печени и поджелудочной железы — тысячами. Хирурги научились пересаживать конечности и лица, недавно родила женщина с пересаженной маткой, а в 2014 году был успешно трансплантирован половой член. Рано или поздно человечество справится и с пересадкой головы (или тела).
- Но пока можно сказать точно: живого человека, собранного из тела и головы разных людей, мы увидим еще не скоро. Сегодня медицина еще явно не готова к этому.
