Трансплантология в Беларуси: можно ли пересадить голову человеку? Комментарий белорусского трансплантолога Руммо, нейрохирурга Смеяновича и нейрофизиолога Кульчицкого
Два года назад итальянский нейрохирург Сержио Канаверо впервые заговорил о пересадке человеческой головы. Хотя вернее будет сказать: человеческого тела — голове. Эта мысль даже на уровне невоплощенной идеи вызвала бурю среди медиков всего мира. Однако уже через каких–то два года Канаверо планирует провести сложнейшую операцию. По его словам, с помощью пересадки головы можно продлить жизнь пациентам, внутренние органы которых съел рак, или людям с дегенеративными заболеваниями нервной и мышечной системы. Сейчас возмутитель спокойствия собирает вокруг себя единомышленников и намерен объявить о запуске шокирующего проекта на ежегодной конференции Американской академии хирургов–ортопедов и хирургов–неврологов в июне. Однако готово ли общество к подобным экспериментам и, самое главное, чем закончится операция? И если первый вопрос скорее риторический, то по поводу второго высказали свое мнение наши эксперты.
По слухам, уже нашелся и доброволец — 50–летний парализованный американец, почти все органы которого отказывают. Ради возможности получить новое тело он готов рискнуть на операционном столе... Недавно Канаверо опубликовал статью, в которой схематично описал, как пройдет операция. Мозг живого человека охладят до 15 градусов, введут реципиенту кровоостанавливающий препарат, отделят голову от тела и поместят на туловище донора, соединив артерии и вены, затем скрепив позвоночник металлическими пластинами и в конце сшив мускулатуру и кожу. Но и сам экспериментатор признает, что для достижения успеха придется, например, найти способ, как восстановить нервные окончания спинного мозга и как быстро срастить голову с туловищем. Канаверо намерен использовать для соединения двух концов спинного мозга инъекции полиэтиленгликоля, который способствует регенерации, однако пока применялся исключительно на животных. Кроме того, нужно создать сверхострый скальпель, чтобы нервные волокна при разрезах травмировались как можно меньше.
Скептики сомневаются, что такой огромный путь можно преодолеть за те два года, которые определил для себя Канаверо. Многие специалисты вообще уверены, что вся эта задумка — просто желание сделать рекламу своему имени. К примеру, главный внештатный трансплантолог Минздрава, руководитель РНПЦ трансплантации органов и тканей Олег Руммо даже отказался комментировать тему, сославшись на ее явную нелепость.
Той же точки зрения придерживается и заведующий нейрохирургическим отделом РНПЦ неврологии и нейрохирургии академик НАН Арнольд Смеянович:
— Пересадка головы — это абсурд в высшей степени! Это просто пиар. Медицина еще не знает причины возникновения рака, что уж говорить о пересадке головы? В ближайшие 100 — 200 лет этот вопрос точно не решится. Пока же серьезные нейрохирурги смеются над такими заявлениями. И даже если отбросить все другие вопросы, например, «кому это нужно вообще?» или «кем будет считаться полученное существо?», то пересадка головы невозможна технически. Несмотря на все попытки, пересеченный бритвой спинной мозг человека уже не срастается со своим телом, тем более ничего не получится с чужим.
В то же время технологии, которые сейчас разрабатываются, в том числе у нас в стране, делают задумку итальянского врача не такой уж фантастической. К тому же, если раньше трансплантация была невозможна из–за отторжения организмом чужеродных тканей, то теперь это не проблема: современные препараты способны справиться с иммунной системой любого организма.
Перед медициной сегодня стоит другая важная задача. Заместитель директора по научной работе Института физиологии член-корреспондент НАН, профессор Владимир Кульчицкий рассказал, что ученые разных специальностей в ходе научной программы «Конвергенция» пытаются ее решить, а именно восстановить связи между различными отделами мозга и, в частности, между головным и спинным. Ведь новые технологии могут помочь людям, пострадавшим во время аварии или у которых отказала какая–либо область мозга, например, из–за инсульта или удаления опухоли. Тогда нередко тело частично разбивает паралич... Соблюдая этику, на этом этапе наши исследователи проводят эксперименты только на животных. А в будущем, очень может быть, разработанные технологии позволят парализованному человеку совершать самостоятельно простые движения: есть, одеваться.
— Импульсы от нервных клеток головного мозга поступают к нейронам спинного мозга через отростки — аксоны. Они передают информацию от головного через спинной мозг, заставляя, к примеру, наши ноги двигаться. Конечно, при пересадке головы или при травме во время аварии эти связи нарушаются. Погибает и часть клеток мозга. И есть несколько технологий, с помощью которых можно восстановить эти связи, — вводит в курс дела профессор Кульчицкий. —
Самое популярное сегодня направление — использование стволовых клеток: если разрушена часть мозга, то их применение позволяет образовывать новые нейронные сети и восстанавливать утраченные функции. Но есть и другие способы. Например, у нас разрабатывается технология по принципу «мозг — интерфейс — компьютер». Иными словами, связь между головным и спинным мозгом можно наладить, миновав разрушенные естественные каналы по отросткам нервных клеток — с помощью компьютерных технологий. Грубо говоря, электроды вживляются в различные отделы головного и спинного мозга или, как вариант, в головной мозг и в определенные группы мышц. В этом случае связь между ними идет через специальное компьютерное устройство.
Однако мало наладить связь головного и спинного мозга. В первом есть клетки, которые управляют внутренними органами: сердцем, легкими, поджелудочной железой и т.д. И без «направляющих» сигналов они если и будут работать, то не так, как в естественных условиях. Все это — задачи на будущее. И если попытка пересадить голову человеку таки будет предпринята, то она и подскажет, в каком направлении двигаться.
Факты «СБ»
История помнит несколько случаев пересадки головы на чужое тело. Разумеется, речь идет о животных. Благодаря таким экспериментаторам и их подопытным и зародилась трансплантология. Первопроходцем стал советский ученый–экспериментатор Владимир Демихов: в 1954 году он пересадил взрослой немецкой овчарке голову, плечи и передние лапы щенка. Его эксперименты продолжались 15 лет, за это время было создано два десятка двухголовых существ, все они умирали в течение месяца из–за отторжения тканей. А в 1970 году американский профессор–нейрохирург пересадил голову обезьяне. Ученому не удалось соединить головной мозг со спинным, и тело животного было неподвижным, служа лишь средством для поддержания жизни головы. Обезьяна прожила девять дней, а после умерла опять же из–за отторжения головы иммунной системой. Позже он пересаживал головы крыс и обезьян на туловища других животных, но все они умирали за несколько дней. А сейчас этой темой вплотную занимается профессор Сяо–Пин Жэнь из Харбинского медицинского университета. Вместе с коллегами он пока проводит опыты на мышах.
Советская Белоруссия № 51 (24681). Среда, 18 марта 2015
Автор публикации: Анна ОСОКИНА
Нейрофизиолог в Минске Кульчицкий Владимир Адамович |
Нейрохирург в Минске Смеянович Арнольд Федорович |
Трансплантолог в Минске Руммо Олег Олегович |
Институт физиологии НАН РБ выполняет проект по лечению травм мозга и инсультов с использованием стволовых клеток пациента
Исследователи прогнозируют прорыв в изучении деятельности головного мозга. На чем основана такая убежденность? Разделяют ли ее белорусские нейрофизиологи? Об этом – разговор с кандидатом биологических наук, специалистом в области экспериментальной нейрофизиологии, заведующей лабораторией нейрофизиологии Института физиологии Национальной академии наук Республики Беларусь Светланой Пашкевич.
Перспективы
– Светлана Георгиевна, почему в мире так активно занялись исследованием деятельности головного мозга?
– Сегодня совершенно очевидно: будущий научно-технологический прорыв возможен в первую очередь в таких направлениях, которые отличаются высокой коммерческой привлекательностью, нацелены на широкий рынок. Поэтому, в частности, предполагается резкое развитие технологий, направленных на коррекцию патологических процессов в организме человека, что позволит добиться не только радикального продления жизни, но и сохранения на долгие годы работоспособности и здоровья. Работы в этом направлении включают и создание робототехники, систем искусственного интеллекта.
По прогнозам, к 2060 году в мире будет доминировать научно-технический уклад, базирующийся на информационных технологиях, ориентированных на развитие интеллектуальных способностей человека.
Эти технологии позволят передавать информацию из мозга человека компьютерам, а от них сигналы будут направляться к исполнительным устройствам. Речь не идет о бездельнике, лежащем на печи и мечтающем о царевне и пирогах. Мы будем генерировать идеи, а сложные устройства, например, роботы, будут их реализовывать.
– Эти задачи актуальны и для белорусской науки?
– Как во всех развитых странах мира, в Беларуси проводятся исследования, связанные с изучением возможностей человеческого мозга. Передача сигналов между его клетками осуществляется на квантовом уровне, и для углубленного анализа этого процесса необходимо объединять усилия нейрофизиологов, биофизиков, биохимиков, молекулярных биологов, математиков. В этой работе следует учитывать и достижения нанобиотехнологии. В 2013 году в стране по инициативе ученых и при поддержке Президиума Национальной академии наук Беларуси создана Республиканская ассоциация наноиндустрии. Известно, что токсичность наночастиц ограничивает их широкое внедрение в клиническую практику. Однако исследования сотрудников лаборатории нейрофизиологии в рамках Государственной программы научных исследований «Фундаментальная и прикладная медицина и фармация» подтвердили гипотезу о том, что токсичность наночастиц целесообразно использовать для разрушения патологически измененных клеток и тканей. Особенно перспективен такой метод для борьбы с новообразованиями в мозге.
– Во всем мире активно идет разработка интерфейсов «Мозг – компьютер» (систем для обмена информацией между мозгом и электронным устройством. – Прим. ред.). А для нас это вопрос будущего или настоящего?
– Это одна из приоритетных задач, поскольку речь идет не просто о будущих технологиях, а об эффективном использовании интеллекта наших граждан. Решая ее, работники лаборатории нейрофизиологии сотрудничают со специалистами БГУ, Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси, БГУИР, Института физики НАН Беларуси. Создание таких интерфейсов открывает новые перспективы для более результативного раскрытия творческого потенциала мозга, создания инновационных поисковиков, повышения качества медобслуживания, реабилитации инвалидов, продления творческой жизнедеятельности. Собственно, открытие Государственной программы научных исследований «Конвергенция» (инициатор программы и один из ее руководителей – заместитель председателя Президиума, член-корреспондент НАН Беларуси Сергей Яковлевич Килин) и было продиктовано необходимостью разработки новых технологий исследователями разных специальностей.
– Возможно ли управлять силой мысли механическим роботом?
– Создание микрочипа (планарного сенсора) группой нейрофизиологов и биофизиков под руководством академика НАН Беларуси Сергея Черенкевича активизировало работы в этой области. На микрочипе уже можно формировать сеть нервных клеток, а следующий шаг – разработка способа передачи сигналов от клеток к датчикам сенсора и наоборот. И, кстати, в мире уже появились первые роботы, которыми человек управляет с помощью мысли.
Достижения и загадки
– Люди давно ждут, когда наука предложит средства борьбы с такими тяжелыми недугами, как болезни Паркинсона, Альцгеймера, хронические психические расстройства…
– Попытки выяснить причины заболеваний мозга, найти способы их лечения предпринимаются во всем мире. Поскольку подобные патологии на начальных этапах развиваются практически бессимптомно, их диагностика очень сложна, а профилактика затруднена.
Белорусские ученые, работающие в рамках программы «Конвергенция», предположили возможность коррекции некоторых нарушений при воздействии на нейроны головного мозга, которые отвечают за проверку эффективности выполнения его команд организмом.
Некоторые из этих нейронов содержат дофамин (один из нейромедиаторов, вырабатываемый в мозге) и реагируют на него. При экспериментальном изменении функций клеток мозга, вырабатывающих дофамин, у животных развивается нарушение координации движений. Такие сбои формировались как при блокаде нейронов с дофамином, так и при активации этих клеток мозга. Теперь ученым необходимо установить, в каких случаях целесообразно активировать лекарствами клетки, контролирующие движения, а в каких – тормозить их активность. Еще более сложные задачи предстоит решить, например, при изучении болезни Альцгеймера.
– Какие еще работы белорусских нейрофизиологов вы могли бы отметить?
– Сейчас наш институт совместно с РНПЦ неврологии и нейрохирургии Министерства здравоохранения приступает к выполнению нового проекта.
В его основе – лечение травм мозга и инсультов с использованием стволовых клеток самого пациента. Новизна в том, что стволовые клетки вводятся не в кровеносное русло или в поврежденный участок мозга, а проникают в мозг по отросткам черепно-мозговых нервов.
Методика становится доступнее и эффективнее.
А еще совместно с РНПЦ оториноларингологии Министерства здравоохранения нашими научными сотрудниками установлены новые причины остановок дыхания во сне, что позволяет более эффективно лечить пациентов.
Обнаружено, что при распространенной форме остановки дыхания (сопровождаемой храпом) задействованы механизмы в воздухоносных путях и мозге.
Теперь врачи целенаправленно лечат пациентов с учетом особенности работы как периферических, так и центральных механизмов дыхания.
