BRAIN

Я не буду углубляться в контекст данной темы, за исключением общего. В 2017-м году хирург Серджио Канаверо намерен пересадить голову гражданина России на тело донора. Найти подробности вам не составит труда, поэтому предлагаю сосредоточится на главном. Почему пересадка головы с современным пониманием устройства организма и технологиями будет провалом.

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Некоторые люди, слабо знакомые с устройством нервной системы, неврологией и технологиями трансплантации, утверждают, что "почему бы и нет" или "но ведь нужно попробовать". Хотя это так, однако вы же не предлагаете прыгать с крыши, потому что считаете, что человек может обладать мистическими силами для полета?

Разница между наличием теории о том, как сделать что-то невозможное возможным, и просто попыткой бить головой о мраморный пол невозможности. Нельзя летать размахивая руками. Более того, абсурдно аплодировать тому, кто прыгает с утеса, размахивая руками, в попытке доказать теорию собственным примером. Это глупости. 

Существует масса причин, почему пересадку головы считают невозможной сегодня. Главная заключается в устройстве нервной системы. Буквально миллионы сигналов пробегают между нашим мозгом и спинным мозгом, и один хирург предлагает взять и обрезать их. А что дальше? Если периферийные нервы, расположенные за пределами центральной нервной системы (ЦНС) довольно успешно справляются с самостоятельным лечением, то в случае с ЦНС все совершенно иначе. Мы до сих пор не знаем точно, почему нейроны ЦНС погибают в случае разрыва. Они не восстанавливаются сами по себе. Да, бывают редкие случаи, когда новые нейроны образуются и заменяют поврежденные, однако не в случае травмы спинного мозга. А даже если бы технологии позволили сделать это, то не в масштабе всего спинного мозга. Даже при всех технологических развитиях, пройдут еще многие десятилетия, прежде чем мы поймем устройство ЦНС и возможно ли восстановление в случае пересадки головы. Но даже в этом случае потребуется очень много работы. Гораздо больше, чем доступно сейчас.

Но ради темы, предположим, что сейчас декабрь 2057 года, и у нас есть технология выращивания и соединения нейронов — это лишь начало титанической работы. 

ЦНС

Наша центральная нервная система передает миллионы и миллиарды сигналов по нейронам ежедневно. Все они отвечают за определенные функции, причем многие из них мы едва ли понимаем или не знаем вовсе. Конечно, есть ряд простых. Вроде больших альфа-мотонейронов, которые управляют движение мышц. Но даже в их случае простота относительна. Откуда хирургу знать что и к чему связывать? Как вообще узнать, за что отвечают те или иные нейроны без возможности стимулировать их или записать реакцию? 

Теоретически до ампутации головы можно воткнуть сенсоры в спинной мозг и возбуждать нейрон за нейроном, записывая реакцию. Проблема в том, что это очень сложно технически... потому что, как мы уже установили выше, нейронов много. Безусловно, функций в общей сложности не так много как нейронов, всего тысячи, но что делать с нейронами, определяющими угол ваших суставов, которые позволяют вам представлять положение ваших рук и ног даже в темноте. Это возможно благодаря комплексной нервной обработке, которая также частично включает рецепторы растяжения в ваших суставах и говорит вашему мозгу угол, под которым располагается конечность. Многие ли задумываются о такой функции ЦНС? А теперь представьте, что подобная информация без остановки передается в ваш мозг, и вы даже не знаете о ее существовании. Максимум, на что вы способны — быть в курсе эффекта той обработки информации, которая происходит на уровне ниже сознания, ближе "к костям". А как насчет химических рецепторов, которые следят за уровнем кислорода и других веществ в крови? Или тех, которые отвечают за состав вашего кишечного тракта? Как вы планируете искать эти нейроны, если не можете проследить их эффекта или спросить "тело" перед пересадкой? 

И это только если рассматривать известные нейроны. А что делать с теми, которые мы до сих пор не отследили? 

Но все это только физиология. Так как сейчас не 2057 и не 2117, современные машины, вроде fMRI, не обладают достаточным разрешением, чтобы получать изображение на уровне одного нейрона. Они записывают воксели, содержащие буквально миллионы нейронов. Более того, они не способны записывать и собирать информацию об активности нейронов, кроме как через прокси-данные, вроде повышения потребления кислорода. Альтернатива потребует вмешательства, чтобы сделать срез спинного мозга для последующей раскраски, однако это неизбежно приводит к негативным результатам для "пациента" — обычно мелкие животные и насекомые. 

ФУНКЦИИ

Но, дабы продолжить тему, предположим, что мы все же нашли способ, как создать карту каждого нейрона и за что он отвечает. Тут нас ждет очередной пинок под зад: тело человека — не фигурка Lego. Нервная система каждого человека уникальная. Нельзя просто взять и найти нейрон "F" в голове и его эквивалент в теле донора. Да, вы можете найти большие нейроны, и они будут даже чем-то похожи, но на этом сходство кончается. Вы сможете найти нейрон, отдаленно напоминающий "F", но он скорее похож на "E" или может быть "L"? Один из них может выполнять чуть больше функций, другой чуть меньше, однако суть та же — нейроны не являются проводами на схеме ЦНС. Так как же хирург будет соединять все это дело, даже не будучи уверенным, что нейроны совместимы.

Впрочем, данная проблема может быть решаема и гораздо быстрее. Возможно это благодаря нейропластичности — процессу, когда нейроны самостоятельно меняют свои соединения для налаживания стабильной работы всей системы. К примеру, в 2000 году опубликовали работу, в которой ученые поменяли местами соединения аудио и визуальных трактов к коре мозга хорька. Со временем мозг перестроил работу таким образом, что хорек восстановил зрение и слух, хотя слух был подключен к блоку зрения, а зрение к слуху. Единственный недостаток — хорьки были новорожденными и нейропластичность значительно падает с возрастом. Она остается на базовом уровне, и именно так создаются воспоминания и образуются навыки, однако мозг более не способен на масштабные структурные изменения уже после 20 лет. С другой стороны, исследования в данной области идут и в будущем мы можем найти способы заставить мозг вернуть оригинальную пластичность.

Что мы имеем:

1. Во-первых, нам нужно определять функции и идентифицировать нейроны в спинном мозге, а также научится находить их пары в спинном мозге донора (НЕВОЗМОЖНО — сегодня) 
2. Во-вторых, необходимо обрезать спинной мозг чисто и не вызывая физиологического процесса смерти нейронов (НЕВОЗМОЖНО — на необходимом масштабе)
3. В-третьих, необходимо соединять каждый нейрон по отдельности с его парой в мозгу донор (НЕВОЗМОЖНО — сегодня)
4. В-четвертых, соединения должны быть функциональны (НЕВОЗМОЖНО — сегодня)
5. В-пятых, необходимо вызвать процесс нейропластичности, для адаптации мозга к сигналам, поступающим от тела донора (50/50, но сегодня технологии нет)

Теперь объясните мне, какую магию собирается использовать хирург в конце 2017-го года?
Более того, насколько должен заблуждаться этот практик-теоретик, чтобы считать, что он способен совершить подобное без предварительной работы, исследований и технологий? А ведь он утверждает, что шанс успеха — 90%.