Нейрохирурги сегодня делают вещи, которые ещё полвека назад казались фантастикой: удаляют опухоли из глубинных структур мозга, разделяют сиамских близнецов, сросшихся черепами, вживляют электроды в кору для лечения болезни Паркинсона. Список впечатляет. Но одна процедура по-прежнему остаётся за пределами возможного — пересадка самого мозга.
Первое, о чём спотыкается любая попытка провести такую операцию, это нервные волокна. Спинной мозг содержит около миллиона аксонов, и именно поэтому повреждение позвоночника приводит к параличу: перерезанные нервы не срастаются обратно. Мозг соединён с телом через ствол мозговой и спинной мозг тысячами таких волокон. Хирург может физически отделить мозг от тела, но воссоединить все эти нейронные пути так, чтобы они снова заработали — пока что невозможно.
Регенерация периферических нервов существует, но это медленный и неполный процесс. Центральная нервная система — совсем другая история. Аксоны в головном и спинном мозге после повреждения практически не восстанавливаются. Причина отчасти в том, что сами клетки нейроглии в ЦНС активно подавляют рост новых нервных волокон. Так что даже если бы хирург каким-то образом идеально состыковал концы нервов, природа сама мешает им срастись.
Есть и проблема ишемии — кислородного голодания. Мозг чрезвычайно чувствителен к перебоям в кровоснабжении. После четырёх-шести минут без кислорода начинается необратимая гибель нейронов. Во время любой трансплантации неизбежен период, когда орган отключён от кровотока. Для сердца или почки разработаны протоколы холодовой консервации, которые дают несколько часов. С мозгом эти методы работают несравнимо хуже — слишком сложная структура, слишком высокие метаболические потребности.
Отдельный вопрос — иммунное отторжение. Все трансплантируемые органы сталкиваются с этой проблемой, и пациенты вынуждены всю жизнь принимать иммуносупрессоры. Мозг в этом смысле особенный: он отгорожен от общего кровотока гематоэнцефалическим барьером и считается иммунопривилегированным органом. Как именно иммунная система поведёт себя с пересаженным мозгом в чужом теле — никто точно не знает, но ожидать спокойной реакции не приходится.
Если отвлечься от чистой хирургии, возникает и концептуальный вопрос: а что именно пересаживается? Мозг хранит личность человека, его воспоминания, характер, навыки. Тело со своей стороны тоже не пассивный контейнер — оно формирует гормональный фон, посылает сигналы через блуждающий нерв, влияет на эмоции и когнитивные функции. Что произойдёт с идентичностью человека, чей мозг окажется в другом теле? Технически это скорее пересадка тела к мозгу, а не наоборот. Именно в таком ключе рассуждал нейрохирург Роберт Уайт, который в 1970 году провёл пересадку головы обезьяне — животное ненадолго выжило, но осталось полностью парализованным ниже места разреза, что наглядно показало: соединить спинной мозг не удалось.
Попытки двигаться в этом направлении продолжаются. Итальянский нейрохирург Серджио Канаверо громко заявлял в 2010-х годах о планах провести первую пересадку головы человеку. В 2017 году китайский хирург Сяопин Рен сообщал о хирургической репетиции на трупах. Ни одна из этих инициатив не переросла в реальную операцию на живом человеке с восстановлением нервных связей. Научное сообщество в целом отнеслось к этим заявлениям скептически.
Исследования в области регенерации нервной ткани ведутся активно. Учёные экспериментируют с нейротрофическими факторами, которые стимулируют рост аксонов, изучают возможности нейроинтерфейсов для обхода повреждённых участков, работают над подавлением глиального рубца — того самого барьера из клеток, который мешает нервам срастаться. Всё это перспективно, но до уровня, необходимого для трансплантации целого мозга, науке ещё очень далеко.
Пересадка мозга упирается не в один барьер, а сразу в несколько, причём каждый из них сам по себе нерешён. Нейрохирурги умеют многое — и список того, что они умеют, растёт каждый год. Но соединить миллионы перерезанных нервных путей, защитить мозг от ишемии на время операции, совладать с иммунным ответом и при этом сохранить личность человека — это задача, для которой у медицины пока нет инструментов.
Первое, о чём спотыкается любая попытка провести такую операцию, это нервные волокна. Спинной мозг содержит около миллиона аксонов, и именно поэтому повреждение позвоночника приводит к параличу: перерезанные нервы не срастаются обратно. Мозг соединён с телом через ствол мозговой и спинной мозг тысячами таких волокон. Хирург может физически отделить мозг от тела, но воссоединить все эти нейронные пути так, чтобы они снова заработали — пока что невозможно.
Регенерация периферических нервов существует, но это медленный и неполный процесс. Центральная нервная система — совсем другая история. Аксоны в головном и спинном мозге после повреждения практически не восстанавливаются. Причина отчасти в том, что сами клетки нейроглии в ЦНС активно подавляют рост новых нервных волокон. Так что даже если бы хирург каким-то образом идеально состыковал концы нервов, природа сама мешает им срастись.
Есть и проблема ишемии — кислородного голодания. Мозг чрезвычайно чувствителен к перебоям в кровоснабжении. После четырёх-шести минут без кислорода начинается необратимая гибель нейронов. Во время любой трансплантации неизбежен период, когда орган отключён от кровотока. Для сердца или почки разработаны протоколы холодовой консервации, которые дают несколько часов. С мозгом эти методы работают несравнимо хуже — слишком сложная структура, слишком высокие метаболические потребности.
Отдельный вопрос — иммунное отторжение. Все трансплантируемые органы сталкиваются с этой проблемой, и пациенты вынуждены всю жизнь принимать иммуносупрессоры. Мозг в этом смысле особенный: он отгорожен от общего кровотока гематоэнцефалическим барьером и считается иммунопривилегированным органом. Как именно иммунная система поведёт себя с пересаженным мозгом в чужом теле — никто точно не знает, но ожидать спокойной реакции не приходится.
Если отвлечься от чистой хирургии, возникает и концептуальный вопрос: а что именно пересаживается? Мозг хранит личность человека, его воспоминания, характер, навыки. Тело со своей стороны тоже не пассивный контейнер — оно формирует гормональный фон, посылает сигналы через блуждающий нерв, влияет на эмоции и когнитивные функции. Что произойдёт с идентичностью человека, чей мозг окажется в другом теле? Технически это скорее пересадка тела к мозгу, а не наоборот. Именно в таком ключе рассуждал нейрохирург Роберт Уайт, который в 1970 году провёл пересадку головы обезьяне — животное ненадолго выжило, но осталось полностью парализованным ниже места разреза, что наглядно показало: соединить спинной мозг не удалось.
Попытки двигаться в этом направлении продолжаются. Итальянский нейрохирург Серджио Канаверо громко заявлял в 2010-х годах о планах провести первую пересадку головы человеку. В 2017 году китайский хирург Сяопин Рен сообщал о хирургической репетиции на трупах. Ни одна из этих инициатив не переросла в реальную операцию на живом человеке с восстановлением нервных связей. Научное сообщество в целом отнеслось к этим заявлениям скептически.
Исследования в области регенерации нервной ткани ведутся активно. Учёные экспериментируют с нейротрофическими факторами, которые стимулируют рост аксонов, изучают возможности нейроинтерфейсов для обхода повреждённых участков, работают над подавлением глиального рубца — того самого барьера из клеток, который мешает нервам срастаться. Всё это перспективно, но до уровня, необходимого для трансплантации целого мозга, науке ещё очень далеко.
Пересадка мозга упирается не в один барьер, а сразу в несколько, причём каждый из них сам по себе нерешён. Нейрохирурги умеют многое — и список того, что они умеют, растёт каждый год. Но соединить миллионы перерезанных нервных путей, защитить мозг от ишемии на время операции, совладать с иммунным ответом и при этом сохранить личность человека — это задача, для которой у медицины пока нет инструментов.