Сумма биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей - Александр Панчин

Попытки отделить голову от тела с сохранением работы мозга начались еще в начале прошлого века. В 1928 году советский ученый Сергей Брюхоненко, разработавший аппарат искусственного кровообращения, смог в течение нескольких часов сохранять отрезанную голову собаки в сознательном состоянии на системе искусственного жизнеобеспечения. В 1954 году советский трансплантолог Владимир Демихов пришил голову щенка к спине взрослой собаки, получив двухголового пса. В 1973 году американский нейрохирург Роберт Уайт в течение двух суток сохранял живым изолированный мозг обезьяны, а в 1979 году сумел перенести голову одной обезьяны на тело другой. Пересаженная голова не могла управлять новым телом, но иннервация мышц головы сохранилась. Обезьяна даже укусила ученого. Восстановление иннервации тела — одна из самых существенных проблем такой операции, но не единственная. Давайте рассмотрим, с какими препятствиями столкнется на своем пути врач, желающий осуществить такую операцию на человеке, и можно ли их преодолеть.

Начнем с простого: при пересадке любых органов есть риск отторжения со стороны иммунной системы. Используя генетические тесты, можно подобрать донора таким образом, чтобы минимизировать этот риск. Кроме того, существуют препараты, подавляющие действие иммунной системы и увеличивающие вероятность успешной трансплантации. Известна масса примеров успешных пересадок сердца, печени, руки, челюсти и даже лица. Таким образом, проблема отторжения легко преодолевается.

Не погибнет ли во время операции мозг? Клетки мозга чувствительны к нехватке кислорода. Через пять — десять минут после остановки кровотока мозгу грозят необратимые повреждения или смерть. По-видимому, эту проблему тоже можно обойти: опыты на собаках показали, что, если мозг охладить примерно до десяти градусов, его клетки могут прожить около полутора часов без серьезных последствий[502].

Сможет ли человек дышать после операции? Дыхательный центр находится в продолговатом мозге, поэтому при отделении головы от донорского тела дыхание остановится, а значит, телу потребуется подключение к дыхательному аппарату. Присоединение другой головы не гарантирует, что тело когда-нибудь начнет самостоятельно дышать, и это существенный недостаток подобной операции.

Сможет ли пересаженный мозг управлять новым телом? Ранее ученым удавалось пересаживать участки эмбрионального мозга от одного вида птиц другому виду, меняя их поведение[503]. После пересадки руки периферические отростки нервных клеток прорастают со временем в нее, и она обретает чувствительность и способность двигаться. Эти эксперименты говорят о том, что у нервной системы есть определенный потенциал для срастания и восстановления, однако налаживание связи между спинным и головным мозгом от двух разных людей представляется проблематичным.

Когда актер Кристофер Рив, игравший супермена, упал с лошади и сломал позвоночник, он утратил способность управлять мышцами ниже шеи. Медицина так и не смогла восстановить связь между головным и спинным мозгом актера, а ведь это были части тела одного человека, а не двух разных людей. С другой стороны, характер повреждения спинного мозга во время аккуратной хирургической операции может быть совсем иным — вместо грубой травмы будет аккуратный и ровный разрез ножом. Но насколько это облегчит восстановление иннервации, до сих пор непонятно.

Некоторые исследования показывают, что необратимое повреждение спинного мозга происходит не сразу после травмы, а через некоторое время. Если операцию провести быстро, то шансы на успех могут вырасти. Кроме того, ставятся предварительные эксперименты на крысах, показывающие, что вещество полиэтиленгликоль позволяет некоторым нервным волокнам прорастать через зону перерезки спинного мозга[504].

Несмотря на вышеупомянутые ухищрения, едва ли при соединении головного и спинного мозга восстановятся все нервные связи. Есть надежда, что, если прорастет хотя бы небольшая доля нервных отростков, этого может быть достаточно для простой локомоции, такой как ходьба. Еще в шестидесятых годах ученые из НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ и Института проблемы передачи информации РАН открыли локомоторный центр в мозге и показали, что головной мозг не управляет каждым отдельным моторным нейроном спинного мозга, а активирует уже заложенные в нем нейронные сети. Это можно сравнить с автомобильным управлением: вы не управляете каждым цилиндром, а просто жмете на газ.

Складывается следующее впечатление: на современном уровне развития технологий пересадка тела к голове возможна, но восстановление нервных соединений маловероятно (в опытах на животных это сделать пока не удавалось). Отдельно стоит упомянуть возможность пересадки не только головного, но и спинного мозга с выходящими из него нервами. Такая операция, несомненно, будет технически сложнее, но зато регенерация периферических нервов у людей вполне осуществима, как показывает успешный опыт пересадки рук[505] и других конечностей.

Мне кажется, что, если мы захотим шагнуть дальше в попытке помочь умирающим или парализованным людям, нам придется обратиться за помощью к технике. Конечно, заманчивая идея пересадки сознания человека в компьютер (как это было сделано в фильме «Робот по имени Чаппи»), по-видимому, еще далека от воплощения, но определенные успехи в попытках совместить человека с электронными и механическими устройствами, помогающими восполнить некоторые утраченные функции или расширить возможности нашего тела, уже достигнуты.

В 2015 году в журнале Science вышла статья, в которой было показано, что моторную активность мышей с поврежденным спинным мозгом можно частично восстановить с помощью электронного устройства-посредника, передающего сигналы от головного мозга на спинной[506]. Сейчас активно разрабатываются механические протезы и устройства, позволяющие напрямую управлять сигналами головного мозга[507][508]. Это значит, что, даже если у человека не получится контролировать тело через спинной мозг, он все же сможет взаимодействовать с окружающим миром — возможно, даже самостоятельно передвигаться.