Пересадка головы на живой носитель / О неудобствах / Перфузионная установка / Биочипы и дистанционное управление / Пересадка с соединением спинного мозга / Новое тело / Разные проекты о пересадке головы / Мой проект по пересадке головы / Технология пересадки головы
Мир медицинских услуг расширяется. В том числе это касается трансплантологии. Появляются новые приборы для поддержания длительной жизнеспособности органов перед трансплантацией. Однако остаётся одна ниша, которая ещё не заполнена и ждёт появления прорывной компании способной решить ряд технических трудностей, и предоставить действительно революционную медицинскую технологию, которая будет востребована любой категорией граждан и которая позволит вывести человечества на новый виток развития.
Это услуга, — аппарат для длительного поддержания жизнеспособности головы отдельно от тела. Перфузионная машина, наподобие тех что сейчас изготовляют для нужд трансплантологии, уже почти для всех органов.
В клинической практике врачи постоянно сталкиваемся с ситуациями, когда пациенту неминуемо суждено умереть в ближайшие часы, однако голова (место где сохраняется личность человека) остается совершенно неповрежденной. В этой ситуации мы могли бы пересадить голову на временного суррогатного носителя или подключить к перфузионной установке. Однако, усилий в этом направление практически не предпринимается и это несмотря на то, как упорно врачи пытаются спасти жизнь пациента.
Собственно, почему? Многие люди ради любимых готовы были бы предоставить свое тело для поддержания жизни родного человека. Да и в связи с прогрессом в разработке перфузионных устройств для разных органов, идея о перфузионной установке и для головы не представляется столь уж фантастической.
Пересадка головы на живой носитель
Первые значимые успехи в данной области были достигнуты еще 70 лет назад великим советским учёный Владимиром Петровичем Демиховым. Именного он в научной литературе известен как родоначальника современной мировой трансплантации сердца и легких и в 1960 году выпустил первое в мире руководство по трансплантологии [ссылка]. Всего за пятнадцать лет Демихов создал двадцать двухголовых собак.
Хирургическая операция по пересадке головы от одного животного другому оказалась не столь сложной. Показательна история, произошедшая с хирургом Анатолием Георгиевичем Колесовым. Он увлёкся трансплантологией ещё тогда, когда это направление не приветствовалось руководством и потому многие опыты ставил внерабочее время. Был знаком с работами Дёмихова и даже ассистировал ему. Далее цитирую материал со страниц Волгоградского Государственного Медицинского Университета: «В один из дней 1964 года должна была состояться операция. Только хирурги «намылись» и приготовились к работе, как случился форс-мажор. Дело в том, что щенок, сердце которого должны были пересаживать, уснул в тени колеса стоявшего у института грузовика. Ничего не подозревающий водитель вернулся на свое место, машина тронулась, и случилось беда — заднюю часть животного раздавило. А ведь этот щенок был любимцем всей команды медиков. Анатолий Георгиевич слышал об опытах московского коллеги Владимира Петровича Демихова, создавшего первую в мире двухголовую собаку еще в 1954 году, и решился: попробовать экспромтом повторить эксперимент. И он удался! При всей своей кажущейся сложности операции на то, чтобы восстановить кровоснабжение головного мозга «второй» головы, хирурги затратили не более семи минут. Голову щенка пересадили на шею взрослой собаки вместе с передними ногами. Опыт Демихова был успешно повторён. О своем предшественнике в области пересадки голов Коневский отзывается с огромным уважением: «Он великий трансплантолог, замечательный ученый, экспериментатор и изобретатель… но не хирург». Саму операцию по пересадке головы Коневский провёл в разы быстрее Демихова – в первую очередь, за счёт своей технологии бесшовного соединения сосудов». [ссылка]. Кстати именно сотрудником ВГМУ в 2023 году был сделан доклад на тему в 2023 «Трансплантация головного мозга: вопросы, препятствия, методы, рекомендации» [Скачать материалы тут (ссылка) для цитирования тут (elibrary.ru)].
См. также, — Он перенес голову здоровой обезьяны на обезглавленное хирургическим путем тело обезьяны в условиях глубокой гипотермии, получив как лавры, так и критику.
В последние 10 лет появился новый интерес к проблеме пересадки головы. Например, см статью китайских исследователей, — «Head Transplantation in Mouse Model«. См. видео.
Кроме того существует технологии, в которых в качестве перфузионного аппарата для органов предлагается использовать животных (Ссылка).
Почему в мире до сих пор к данной технологии остаётся пренебрежительное отношение? Прежде всего мы спасаем не тело, а личность человека. Именно в ней наша ценность!
Смущает неудобство, но разве подобных примеров мало в нашей повседневной жизни?
Пол Александр, которому сейчас 78, заболел полиомиелитом в возрасте 6 лет, в результате чего был вынужден провести всю жизнь в аппарате искусственной вентиляции лёгких. 30 лет проработал юристом. Написал книгу. Вдохновляющая демонстрация воли к жизни [ссылка].
Изолированная перфузия головного мозга и головы открывает для нас уникальную возможность исследования многих терапевтических воздействий непосредственно на мозг. Это позволит сделать значительный шаг в понимание механизмов развития нейродегенеративных заболеваний, без фонового воздействия на мозг больного и старого тела. Для всех органов такие модели существует многие десятки лет, но для головного мозга они практически не применяются. Интересно, что разработка моделей перфузии органов отдельно от тела начиналась именно с головы и по странному стечению обстоятельств, опять первыми оказались врачи и учёные из России.
«С.С. Брюхоненко в 1920 г. начал разрабатывать в эксперименте методику регионарного ИК головного мозга. Для выключения мозга животного из системного кровообращения С.С. Брюхоненко разработал два способа: способ сепарированной головы собаки, при котором перевязывались сонные артерии и яремные вены, но оставались неповрежденными нервные связи головы с организмом, и способ изолированной, т. е. полностью отделенной от туловища головы собаки. И в первом, и во втором случаях циркуляция крови в головном мозге собаки поддерживалась с помощью изобретенного С.С. Брюхоненко и усовершенствованного совместно с С.И. Чечулиным в 1922—1924 гг. первого в мире автоматического аппарата ИК, названного «автожектором» [1, 6]. Как писал С.С. Брюхоненко, «этот прибор предназначался первоначально для работ с изолированной головой собаки, предпринятых совместно с доктором С.И. Чечулиным. (…) Впервые С.С. Брюхоненко и С.И. Чечулин продемонстрировали автожектор на II Всероссийском съезде патологов в сентябре 1925 г. [9]. В мае 1926 г. на II Всероссийском съезде физиологов они поставили широко известный опыт по оживлению изолированной головы собаки с помощью ИК, чем наглядно доказали возможность поддержания жизни ЦНС перфузией головного мозга оксигенированной кровью [3, 19, 21]». [ссылка]. Работу данного устройства можно увидеть в документальном фильме [ссылка]. + видео.
Прошло сто лет и интерес к данной теме возвращается. Вероятно в связи с большими неудачами в попытках найти терапию нейродегенеративных заболеваний.
Например, в Nature опубликована работа в которой приведена установка для «восстановление и поддержание микроциркуляции, а также молекулярных и клеточных функций интактного мозга свиньи в нормотермических условиях ex vivo до четырех часов после смерти» (ссылка).
Недавно вышла новость о том, что — «Впервые в мире мультидисциплинарная бригада российских врачей успешно выполнила процедуру изолированной перфузии головного мозга. Операция может стать одним из самых перспективных методов лечения пациентов с онкологическими заболеваниями органов головы и шеи». [ссылка].
/Возможна ли перфузионная установка по принципу работы плаценты и пуповины?
Биочипы и дистанционное управление.
В последние годы мы наблюдаем прорыв в развитие биочипов обеспечивающих управление девайсами и телом, через подсоединение к ЦНС. Это сильно облегчит жизнь даже на перфузионной установке. Ниже примеры успехов в биочипирование.
«Технология «двойного нейронного шунтирования» восстановила движение рук и чувствительность у парализованного человека. Есть надежда, что она поможет и другим пациентам, пострадавшим от нарушения движения или паралича.» (ссылка)
«Естественная ходьба после травмы спинного мозга с использованием интерфейса «мозг-позвоночник»» (ссылка)
«Neuralink Илона Маска успешно провела первую операцию по вживлению импланта в мозг человека. Устройство поможет у людям с параличом управлять техникой силой мысли.» (ссылки)
Elon Musk’s Brain Implant Startup Is Ready to Start Surgery (ссылка)
Neuralink Илона Маска запустили стрим, где показали, как первый испытуемый с чипом в мозгу играет в шахматы силой мысли. Выглядит как магия — сам парень сравнивает ощущения с силой из «Звездных войн»: он просто думает о перемещении курсора и тот двигается.
_ Китайцы показали как работает роботизированная рука с помощью нейроинтерфейса
Ученые из Zhejiang University показали (http://en.people.cn/n3/2024/0426/c90000-20162129.html) свой инвазивный нейроинтерфейс, который передавал роботизированной руке сигналы из мозга человека.
76-летнему парализованному мужчине внедрили в мозг нейроинтерфейс, который считывал сигналы мозга, передавал робототизированной руке, которая писала на доске, интерпретацию этих сигналов — восемь китайских иероглифов.
Китайцы сильно хотят быть лидерами в индустрии brain computer interface, но их как выглядит их разработка очень грубо.
_Уникальная операция восстановила движение и чувствительность у парализованного человека
https://hightech.fm/2023/08/01/tech-restores-movement
_ Стабильные, хронические записи in vivo с полностью беспроводного субдурального устройства интерфейса мозг-компьютер с 65 536 электродами. Минимально инвазивные устройства с высокоскоростным интерфейсом «мозг-компьютер» (BCI) могут произвести революцию в человеческих приложениях. Обладая на несколько порядков улучшением объемной эффективности по сравнению с другими технологиями BCI, мы разработали механически гибкий микроэлектрокортикографический (μECoG) BCI толщиной 50 мкм, объединяющий электроды 256 × 256, обработку сигналов, телеметрию данных и беспроводное включение. единая комплементарная подложка металл-оксид-полупроводник (КМОП), содержащая 65 536 каналов записи и 16 384 каналов стимуляции, с которой мы можем одновременно записывать до 1024 каналов в данный момент. Наш чип, полностью имплантированный под твердую мозговую оболочку, питается по беспроводной сети и обеспечивает двустороннюю связь с внешней ретрансляционной станцией вне тела. Мы продемонстрировали хронические надежные записи в течение до двух недель на свиньях и до двух месяцев у приматов, не являющихся людьми, из соматосенсорной, моторной и зрительной коры, декодируя сигналы мозга с высоким пространственно-временным разрешением.https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.17.594333v1
Виртуальная реальность
К голове может быть подключен шлем виртуальной реальности, так что личность окажется в любом из виртуальных миров выбрав обличие по желанию. Возможности неограничены. получается дополнительная индустрия биочипов, виртуальной реальности, компьютерных технологий, которая значительно улучшит комфорт услуги по поддержанию жизнедеятельности головы. Это не только развлечение, но и возможность удалённой работы.
Сохранение передних конечностей
Пересадка головы возможна и с сохранением верхних конечностей, благодаря удачном расположению сосудов и нервных сплетений.
Пересадка с соединением спинного мозга.
В последнее время появляются работы, в которых утверждается, что можно пересадить голову с соединением спинного мозга и последующим восстановлением двигательных функций. Например, китайские исследователи Head and Body Reconstruction: Mouse Model.
Или подборку статей нейрохирурга Серхио Канаверо (статьи в пабмеде).
Однако эти исследования находятся на самых ранних этапах и к ним больше вопросов, чем ответов.
Можно отметить, что в этом плане повезло аксолотлю. Пересаженная голова у них очень быстро восстанавливает двигательную активность не зависимо от нового тела (ссылка).
Новое тело
Если жизнь на перфузионной установке может быть реализована в обозримом будущем (10-30 лет), то создание нового тела является серьёзной проблемой, решение которой только вырисовывается.
Возможно есть шанс восстановить некоторые части тела или регенерировать их.
см видео.
«Почему саламандра может регенерировать конечность после ампутации, а люди — нет? Элли Танака изучает регенерацию конечностей аксолотля, чтобы понять молекулярную основу этого удивительного процесса. Обзор доклада: Среди четырехконечных животных саламандры являются чемпионами по регенерации.» (см. видео)
«Ученые вырастили ампутированные конечности у мышей
Источник: https://actualnews.org/exclusive/276242-uchenye-vyrastili-amputirovannye-konechnosti-u-myshey-s-pomoschyu-obrabotki-belkami.html»
Возможно это будет роботизированное тело с частично выращенными органами от генномодифицированных химерных животных (пример) или напечатанных с помощью 3d биопечати. По крайне мере в этой области есть значительные успехи, хотя до желаемых технологий ещё достаточно далеко. Приведу примеры прогресса в этих областях. Статья «In Situ Bioprinting of Autologous Skin Cells Accelerates Wound Healing of Extensive Excisional Full-Thickness Wounds» (ссылка).
Прогресс встроенной биопечати с 2011 по 2023 год [ 49 , 50 , [56] , [57] , [58] , [ 59] , [62] , [63] , [64] , [65]). ] , [66] , [67] , [68] , [69] , [70] ]). (статья).
выглядеть это может примерно так
Разные проекты о пересадке головы (см. другие проекты)
_ В настоящее время все большую популярность получают проекты по поиску методов радикального продления жизни через замену старого тела на молодое. Например,
The Longevity Biotech Fellowship (LBF) выпустил программу исследований за $3,6 млрд, которая должна обеспечить разработку подобной технологии.
реализовать проект намного быстрее, так что давайте создавать команду (см. подробнее).
_Мой проект тоже посвящен разработке технологии пересадки головы на новый носитель. В первую очередь я создаю дорожную карту необходимых технологий, которые бы позволили реализовать длительное поддержание жизнеспособности головы на перфузионной установке. Моя цель, что бы в ближайшие 15-30 лет человечество получило возможность создавать такие перфузионные машины. Сомневаюсь что это будет моя заслуга, скорее всего я постараюсь внести посильный вклад работая в одной из команд занимающейся подобными проектами.
_ В настоящий момент я сформировал интерактивную схему проекта состоящую из блоков описывающих необходимые процедуры на пути к выполнению технологии пересадки головы. Перейдя по ссылке в блоке откроется файл содержащий разнородную информацию по теме блока. Часть материала взята из статей индексированных в пабмеде. И часть из этих статей есть в БД, которая указана в файле Библиотека. Как только наберётся некоторая критическая масса материалов по блокам, я начну оформлять этот материал в виде обзоров.
_ Вся процедура пересадки головы должна состоять из следующих этапов: 1) Подготовка перфузионной машины; 2) Подготовка к операции; 3) Проведение операции; 4) выход из операции; 5) Послеоперационное сопровождение по поддержанию жизнеспособности организма.
1) Подбор нового тела.
В качестве основного носителя головы предполагается использовать перфузионную установку. Это комплекс приборов обеспечивающих жизнедеятельность органа. Здесь важен раствор с помощью которой перфузируется голова, набор приборов выполняющих различные биологические функции по поддержанию постоянства необходимого состава перфузируемой жидкости, поддержание оптимальное давление и температуру. Возможно часть функций могут выполнять органы выращенные искусственно, напечатанные на 3д биопринтере или полученные от химерных геномодицифированных животных. Важным моментом является защита от инфекций из-за отсутствия нормально функционирующей иммунной системы. Ниже картинка перфузионной установки Роберта Уайта (ссылка). Ацефальный плод.
2) Подготовка к операции.
Подготовка к операции прежде всего включает в себя меры профилактики ишемически-реперфузионного повреждения мозга вызываемого нарушением кровообращения в ходе отсоединения головы. Так как предполагается пересадка на перфузионную установку, то этот фактор сводится к минимуму, потому что подключения к трубкам установки можно производить на живом организме, без прекращения кровотока. В случае пересадки на живой носитель, требуются дополнительные меры, такие как a) Состояние гипотермии; b) Состояние гибернации; и др. Однако есть техники соединения сосудов донора и реципиента до начала отсоединения головы, что позволяет не оставлять головной мозг без кровоснабжения в ходе проводимой операции.
После подсоединения к сосудам силиконовых трубок перфузионной установки, начинается операция отсоединения головы от тела для последующего поддержания жизнедеятельности на приборе. Пока не ясно на каком уровне отсоединять голову. С3-4, T2, или сохранить весь позвоночник.
_ Кстати, спинной мозг наверняка задействован в самых разных видах памяти, даже когнитивных
Наиболее известны два варианта.
С соединением сонных артерии и ярёмных вен, как делали китайцы на мышах (ссылка) . Или соединяя с аортой и нижней полой веной, как делал Дёмихов на собаках (ссылка). Модель на трупе человека описана тут.
a) гибернация; b) искусственная кома; c) обычный выход.
5) Поддержка жизнеспособности.
a) иммунодепрессия и борьба с инфекциями в связи с нарушением работы иммунной системы b) омоложение старого мозга c) лечение старого мозга d) профилактика болезней мозга e) центральная боль.
———
О преодолении иммунологических проблем.
основные иммунологические препятствия можно преодолеть с помощью множества известных иммунодепрессантов, обобщенных в этой статье, наилучшие, но наименее понятные результаты могут быть достигнуты с помощью: 1) индукции толерантности посредством установления стабильного химерного состояния и/или 2) посредством эффективная манипуляция системой «обучения» тимуса для распознавания «не-я» как «своего».
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1743919117300882
Посмотреть
Метаболизм мозга — https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128194607003236?via%3Dihub + https://www.researchgate.net/publication/351927764_Brain_Energy_Metabolism
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10710813
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10776341
REPARATIVE SPINAL CORD
https://www.frontiersin.org/journals/neuroscience/articles/10.3389/fnins.2022.800513/full