Aké reálne je transplantovať mozog z jednej hlavy do druhej?

Dan Baumgardt: Neurochirurg Sergio Canavero v roku 2015 oznámil, že by mohol byť čoskoro schopný vykonať prvú transplantáciu ľudskej hlavy na svete.

To by znamenalo, že by bolo možné odobrať niekomu hlavu a naštepiť ju na krk a ramená inej osoby. Doteraz sa to vykonávalo iba na mŕtvolách a nie na živých ľuďoch.

Predpokladajme však, že si chcete zachovať tvár, ktorú už máte? Alebo vás už omrzelo telo, ktoré obývate? Bolo by niekedy možné namiesto toho prepínať mozgy medzi telami?

Emma Stone nedávno získala svojho druhého Oscara za herecký výkon v brilantne surrealistickej komédii Chudáci. Vo filme, Stoneova postava, Bella Baxter, dostane transplantáciu mozgu od svojho nenarodeného dieťaťa, ktoré prežilo po tom, čo sa zabila. Operáciu vykonáva experimentálny vedec Dr Godwin Baxter (hrá ho Willem Dafoe).

Každý, kto sledoval film, uvidí doktora Baxtera, ako odstráni mozog zo zadnej časti lebky a vylúšti ho tak ľahko ako hrášok z lusku.

Z dôvodov, ktoré vysvetlím neskôr, táto scéna nie je anatomicky správna, ale vyvoláva otázku – nakoľko je možné vykonať transplantáciu mozgu? Aké sú praktické vlastnosti v azda najnáročnejšej operácii, aká bola kedy vymyslená?

Výzva jedna: nastupovanie, vystupovanie

Živý mozog má textúru mäkkej blancmange a je chránený pred poškodením lebkou. Napriek tomu, že ide o tvrdý oriešok, kosť by sa pravdepodobne ukázala ako najjednoduchšia štruktúra na vyjednávanie. Moderné neurochirurgické techniky využívajú kraniotomické píly na odstránenie časti lebky a prístup k mozgu pod ňou.

Stojí za zmienku, že nie všetky neurochirurgické operácie sa dostanú do mozgu týmto spôsobom. Hypofýza veľkosti hrášku sedí na mozgovej báze, hneď za jednou z dutín v zadnej časti nosnej dutiny. V tomto prípade má zmysel použiť nos namiesto toho na operáciu hypofýzy.

Aj keď by nos nebol dosť veľký na to, aby sa cez neho vložil nový mozog, určite môže slúžiť ako cesta na jeho vybratie – aj keď na kúsky. Počas procesu mumifikácie starí Egypťania, ktorí považovali mozog za nedôležitý, odstránili jeho časti cez nosové priechody.

Popri lebke sa dostanete k zavinovaniu mozgu – k trom ochranným membránam, čiže mozgovým blánám. Prvý, dura, je tvrdý. Druhá, výstižne pomenovaná pavúkovec, je ako pavučina, zatiaľ čo pia, tretia, je jemná a neviditeľne tenká. Práve tieto štruktúry sa pri meningitíde zapália.

Tieto membrány zaisťujú stabilitu a zabraňujú tomu, aby sa mozog vyvalil. Tiež segregujú vnútornosti lebky do oddelení. Prvý poskytuje ochrannú tekutinovú manžetu okolo vonkajšej časti mozgu – predstavte si uhorky plávajúce v pohári s octom. Známy ako cerebrospinálny mok (CSF), je vyrobený z filtrovanej krvi a je bezfarebný.

Meningy tiež vytvárajú kanály medzi mozgom a lebkou. Sú to cesty, ktorými sa krv a CSF z hlavy vracajú späť do srdca.

Po otvorení lebky a mozgových blán bude dostatok okna na odstránenie mozgu. To by sa ukázalo ako najpriamejšia časť operácie.

Druhá výzva: zapojte obvody

Teraz je čas zapojiť nový mozog. Tu sa veci skomplikujú.

Mozog prijíma zmyslové informácie z celého tela a posiela mu inštrukcie späť, čím sa svaly sťahujú, srdce bije a žľazy vylučujú hormóny.

Odstránenie mozgu vyžaduje prerezanie 12 párov hlavových nervov, ktoré z neho vychádzajú priamo, a miechy. Informácie vstupujú a vystupujú do mozgu cez všetky tieto štruktúry. Vidíte obtiažnosť?

Nervy sa jednoducho nespájajú. Akonáhle ich rozrežete, zvyčajne sa začnú rozpadať a odumierať, hoci niektoré sú odolnejšie voči poškodeniu ako iné.

Výskumné skupiny po celom svete experimentujú s tým, ako podporiť opätovný rast nervových buniek po poškodení, aby sa predišlo neurologickým symptómom. Predstavy o tom, že by sa to dalo dosiahnuť, sú rozmanité, ale zahŕňajú použitie chemikálií alebo štepenie v bunkách, ktoré stimulujú obnovu neurónov.

Výskumníci tiež navrhli, že by sa mohlo použiť špeciálne biologické lepidlo na zlepenie dvoch odrezaných koncov prerušeného nervu alebo miechy.

Odstránenie starého mozgu bude tiež vyžadovať prerezanie tepien, ktoré poskytujú krv. To bude mať za následok aj odrezanie kritického kyslíka a výživy, čo si tiež bude vyžadovať opätovné spojenie.

Tretia výzva: následky

Posledným, najneistejším obdobím sú následky. A zoznam špekulácií je nekonečný. Nadobudne subjekt znovu vedomie? Budú schopní myslieť? Presťahovať sa? Dýchať? Ako bude telo reagovať na nový mozog?

Väčšina transplantačných operácií vyžaduje darcov zodpovedajúcich príjemcom, pretože normálnou reakciou tela na neznáme tkanivá je ich odmietnutie. Imunitný systém posiela kavalériu bielych krviniek a protilátok, aby zaútočili a zničili, presvedčený, že táto nová prítomnosť znamená škodu.

Normálne sú mozgy chránené pred týmto náporom iným štítom, ktorý sa nazýva hematoencefalická bariéra. Ak počas operácie nie je správne zrekonštruovaný, mozog darcu by mohol byť otvorený útoku.

Rovnako dôležité je zvážiť, ako bude mozog reagovať na svoj nový domov. V Poor Things sa uvádza, že mozog a telo Belly Baxterovej „nie sú celkom zosynchronizované“.

Mozog sa však môže naučiť rásť. Takže tak, ako deti počas svojho detského vývoja získajú arzenál myšlienok, správania, zručností a schopností, transplantovaný mozog môže urobiť to isté.

Transplantácia mozgu teda v súčasnosti zostáva predmetom sci-fi a kinematografie ocenenej akadémiou. Realizovateľnosť podľa základnej anatómie a fyziológie robí vývoj takého zložitého postupu nepravdepodobným. Umožní však viac času, nástrojov, technológií, odborných znalostí a, samozrejme, peňazí, aby to bolo životaschopné? Ak Poor Things ponúka pohľad do etiky výmeny mozgov, potom je to desivá myšlienka.

Dan Baumgardt, odborný asistent, Fakulta fyziológie, farmakológie a neurovedy, Univerzita v Bristole

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok.