Ożywianie mózgu po śmierci i transplantacja głowy. Czy istnieją granice neuronauki?

Badaczom udało się wznowić niektóre funkcje mózgów pobranych od świń, a inny naukowiec chciałby przeprowadzić transplantację ludzkiej głowy.

Badaczom z Uniwersytetu Yale udało się częściowo wznowić funkcje mózgów pobranych od świń – cztery godziny po ich śmierci. Z kolei pewien włoski neurochirurg jest przekonany, że byłby w stanie przeprowadzić transplantację ludzkiej głowy. Czy w przyszłości możliwe okaże się zmartwychwstanie w nieswoim ciele?

Kiedy organizm umiera

Przez setki lat medycyna posługiwała się klasycznym kryterium śmierci, uznając za nie ustanie oddychania i krążenia. Te można jednak przywrócić przy pomocy odpowiedniej aparatury, stąd też koniecznością stało się przyjęcie nowego kryterium, tzw. śmierci mózgu. W większości krajów definiowana jest ona jako całkowita utrata wszystkich jego funkcji. Dotychczas zakładano z całą stanowczością, że jest ona nieodwracalna.

Mózgi pobrane od świń nie miały prawa wykazywać jakiejkolwiek aktywności komórkowej. Innymi słowy – były martwe. A jednak zespół naukowców kierowany przez prof. Nenada Sestana zdołał je w pewnym sensie... ożywić. Pobrane z odciętych głów, zostały podłączone do specjalnie zaprojektowanego urządzenia BrainEx, którego zadaniem było dostarczać im poprzez cewnik substancje odżywcze i tlen w sposób naśladujący fizjologiczny dopływ krwi.

Inspiracją do przeprowadzenia takiego eksperymentu były poczynione wcześniej obserwacje, iż po śmierci można z mózgu wyizolować komórki i z sukcesem hodować je w warunkach in vitro. Oznaczało to, że nawet pośmiertnie niektóre neurony zachowują przez pewien czas żywotność i można je niejako zrestartować. Dotychczas nikt nie dokonał tego na poziomie całego mózgu.

Stefan Karczmarewicz: Orzekanie o śmierci mózgu – dlaczego nowe zasady?

Śmierć mózgu, czyli odwracanie nieodwracalnego

Rezultat prób z użyciem BrainEx? Odtworzenie mózgowego systemu krążenia, przywrócenie krytycznych funkcji komórkowych w neuronach związanych z procesami energetycznymi i metabolizmem, spontaniczne pojawianie się aktywności synaps, za pomocą których komórki nerwowe komunikują się ze sobą, oraz obecność odpowiedzi immunologicznej komórek gleju, podobnie jak w mózgu żywym.

Eksperymenty przeprowadzono łącznie na 32 mózgach, a przywrócone funkcje były utrzymywane przez aż 36 godzin. Choć pierwsze obserwacje tego typu zespół Sestana poczynił pięć lat temu, naukowcy chcieli być całkowicie pewni ich powtarzalności z powodu implikacji, jakie mogą rodzić. Upublicznili je więc dopiero kilka dni temu na łamach „Nature”, jednego z najbardziej prestiżowych czasopism naukowych.

Mózgi ani martwe, ani żywe

Czy zatem badane mózgi z technicznego punktu widzenia przeszły proces zmartwychwstania? Na poziomie komórkowym udało się z pewnością odzyskać podstawowe funkcje związane z żywotnością neuronów. Trudno więc uznać je za całkowicie martwe, choć gdyby spojrzeć na nie przez pryzmat istnienia procesów świadomych, to trudno byłoby je również uznać za żywe.

Według badaczy ich przywrócenie byłoby możliwe poprzez aplikację wstrząsów elektrycznych. Jednak takich działań zespół Sestana ani nie przeprowadzał, ani nie planował. Co więcej, robił wszystko, by przypadkiem do tego nie doprowadzić, i tłoczył do mózgów związki chemiczne hamujące aktywność elektryczną neuronów. Był też przygotowany do natychmiastowego przerwania eksperymentu w przypadku ewentualnego, nieprzewidzianego wystąpienia aktywności elektrycznej w wybranych obszarach. Dlaczego?

Dziś trudno sobie wyobrazić, co mogłoby się dziać na poziomie procesów świadomych w mózgu wyizolowanym z ciała, z którym wytworzył wcześniej związek, i umieszczonym w zupełnie nieznanym wcześniej środowisku. Czy wyzwoliłoby to dysonans na niespotykaną skalę? Według Sestana system BrainEx nie jest gotowy do prowadzenia podobnych badań na ludzkim mózgu. Opublikowane przez jego zespół wyniki doświadczeń rodzą jednak mnóstwo trudnych do odparcia pytań.

Czy definicja śmierci w obecnym kształcie, oparta na śmierci mózgu, przestanie obowiązywać? Czy należy podjąć podobne próby wznowienia czynności komórkowych w ludzkim mózgu? Czy i kiedy podjęte zostaną próby przywrócenia aktywności elektrycznej w pośmiertnie pobranym mózgu? Czy w tak zrestartowanym ludzkim mózgu mogłyby powstawać myśli? Czy mózg taki pamiętałby szczegóły swojej śmierci? Czy odczuwałby dyskomfort wynikający z faktu znajdowania się w zupełnie nieznanym środowisku, poza ciałem? Czy cierpiałby z tego powodu? Jak długo mógłby tak funkcjonować?

Transplantolog głowy poszukiwany

Można się zastanawiać, co o wynikach badań zespołu Sestana może myśleć prof. Sergio Canavero, włoski neurochirurg, który jest głośnym orędownikiem... transplantacji ludzkiej głowy. Innymi słowy, chciałby przeprowadzić zabieg jej przeniesienia do pozyskanego od dawcy ciała, którym mózg miałby nauczyć się koordynować. Science fiction?

Już w 1954 r. radziecki chirurg Vladimir Demikhov przeprowadzał transplantację głów szczeniaków na grzbiet dorosłych psów. Przeszczepione w częściach i połączone naczyniami krwionośnymi z biorcą psy piły wodę, a jeden ugryzł w palec pracownika laboratorium. Eksperymenty kończyły się rychłą śmiercią psów, na ogół w pierwszym tygodniu od operacji.

Z kolei w 1970 r. zespół amerykańskich chirurgów przeprowadził transplantację głowy małpy. Niemożliwe okazało się wtenczas przeprowadzenie fuzji z rdzeniem kręgowym, w wyniku czego małpa nie była w stanie poruszać swoim nowym ciałem, a oddychać mogła tylko za pomocą aparatury. Zwierzę przeżyło dziewięć dni, po czym doszło do odrzucenia nowej głowy przez układ odpornościowy.

Rachu-ciachu i po strachu

Sergio Canavero jest niewątpliwym entuzjastą transplantacji ludzkiej głowy. Dwa lata temu opublikował na łamach „Surgical Neurology International” opis takiego zabiegu. Najpierw przeszczepiano by głowę i ciało dawcy byłoby schładzane, a następnie przecinano szyję i łączono naczynia krwionośne przy pomocy sztucznych rurek. Następnie przecinano by rdzenie kręgowe dawcy i biorcy, których fuzję przeprowadzano by przez wielokrotne podawanie politlenku etylenu, rozpuszczający tłuszcze w błonach komórkowych. Na koniec łączono by naczynia krwionośne i zszywano mięśnie.

Pacjenta, który otrzymywałby silne leki immunosupresyjne, utrzymywano by w śpiączce przez przynajmniej miesiąc. W tym czasie czynność elektryczną rdzenia kręgowego stymulowano by przy pomocy wszczepionych elektrod. Procedura testowana jest na zwierzętach doświadczalnych przez chińskiego neurochirurga Xiaoping Ren. Niedawno wykazał on wspólnie z Canavero na przykładzie psa i małpy, że bardzo poważne uszkodzenia rdzenia kręgowego, dotychczas uważane za „nieodwracalne”, mogą być naprawiane dzięki nowoczesnym technikom fuzji neurochirurgicznym. Obaj panowie są zdania, że ich osiągnięcia czynią zabieg transplantacji ludzkiej głowy coraz bardziej możliwym.

Czy kiedykolwiek ożywiony pośmiertnie mózg zostanie przeszczepiony?

Zdaniem Canavero taka transplantacja byłaby szansą dla pacjentów, których mięśnie i nerwy uległy znacznej degeneracji, albo których organy wewnętrzne niszczone są przerzutami raka. Dokonując fuzji jego pomysłów z niedawnymi osiągnięciami częściowego ożywienia mózgu, wyobraźmy sobie inny scenariusz. W wypadku samochodowym ginie człowiek. Jego ciało jest w większości zmasakrowane. Po przetransportowaniu do laboratorium badacze odcinają głowę i podłączają mózg do specjalnego systemu, który przywraca mu funkcje metaboliczne. Następnie przy pomocy wstrząsów elektrycznych przywracają mu całkowitą aktywność. Wreszcie sprawni neurochirurdzy przenoszą głowę z tymże mózgiem do schłodzonego wcześniej ciała dawcy i dokonują fuzji z rdzeniem kręgowym. Po miesiącu pacjent zostaje wybudzony ze śpiączki. Przeżył własną śmierć, zyskał nowe ciało.

Science fiction? Bez dwóch zdań. Trudno nawet przewidzieć dysonans poznawczy, który mógłby towarzyszyć takiej sytuacji. Jego wystąpienie jest bardzo prawdopodobne już przy „tradycyjnym” zabiegu transplantacji głowy, a potencjalne skutki wydają się dziś trudne do przewidzenia. Możliwe, że takiego zabiegu, podobnie jak prób przywrócenia świadomości w wyizolowanym ludzkim mózgu post mortem, nikt nigdy nie przeprowadzi. Ale niewykluczone, że zostaną podjęte na zwierzętach.

Granice, jakie może w najbliższej przyszłości pokonać neuronauka, są z jednej strony przerażające, a z drugiej – trudno nie przyznać, że fascynujące.