Почти десять лет назад СМИ облетела новость о том, что итальянский ученый планирует пересадку головы уже в ближайшие годы. Но этого не случилось, а интерес к этой теме постепенно утих. Разбираемся, почему амбициозный план провалился. О разнице между строгой наукой и околонаучными сенсациями — в материале ТАСС
"Я сделаю первую пересадку головы человеку" — таким заголовком открывалась большая статья The Guardian 2015 года, посвященная Серджио Канаверо. В последний раз идея срастить голову и тело всерьез обсуждалась в 1970-х годах. Дальше — долгое затишье. И вот теперь малоизвестный итальянский хирург заявлял, что существует технология, которая позволит это сделать. Более того — в ближайшие годы.
Канаверо не боялся смелых параллелей. В одном интервью он спокойно заявил, что вдохновляется образом доктора Франкенштейна. В другом — сравнил свою задачу с высадкой человека на Луну. "Мы должны отправиться на Луну, чтобы проверить, кто мы есть, проверить наши навыки, нашу уверенность, увидеть, что мы за люди!" — заявил он. Канаверо вел себя как человек, который не сомневается в успехе — словно самой уверенности достаточно, чтобы все удалось.
О плане Канаверо написали едва ли не все крупные газеты и журналы мира. Но дата операции несколько раз переносилась (хотя хирург и нашел донора, готового рискнуть жизнью во имя науки). Если посмотреть на динамику поисковых запросов в Google, имя Канаверо в последний раз было на слуху в 2017 году. Дальше поводов говорить о себе он почти не давал.
Последователь и вдохновитель
Мысль о пересадке головы (или, точнее, донорского тела), по словам Канаверо, стала его идеей фикс еще в школьные годы. Он вспоминал, как однажды прочел в газете о попытке трансплантации головы обезьяне в США — и с тех пор решил, что станет первым, кто проведет такую операцию на человеке. Впрочем, ровно такие же амбиции были и у его предшественника — американца Роберта Уайта. Именно его опыты и вдохновили Канаверо.
Уайт, как и его итальянский коллега, был очарован образом Франкенштейна — до той степени, что называл его "основателем и движущей силой трансплантационной хирургии". Интерес к этой теме у него возник еще в школе — когда учитель биологии отметил, насколько виртуозно тот вскрывал лягушку, и посоветовал стать нейрохирургом. Уайт совету последовал. За свою жизнь он провел более 10 тыс. операций и опубликовал более 900 научных работ, трудился в самых авторитетных медицинских институтах — включая Клинику Мейо и Гарвардскую медицинскую школу.
Однако широкой общественности Уайт запомнился именно своими экспериментами по пересадке головы. В 1970-х годах Уайт и его коллеги работали над способом поддержать "жизнь" мозга вне тела. Успех такой процедуры открывал огромные исследовательские перспективы. Можно было напрямую наблюдать, как мозг реагирует на лекарства, изменение температуры, инфекции, как работает защитная система мозга, как на его активность влияет отсутствие тела и защитной оболочки в виде черепа.
Такой способ действительно был найден. Для жизни мозга необходимо прежде всего питание, поступающее с кровью. Если приток крови падает, наступает ишемия — смерть тканей из-за голодания. Однако ранние эксперименты показали, что охлажденному мозгу нужно меньше кислорода, чтобы выжить. Впоследствии охлаждение головного мозга стало стандартной процедурой для защиты от ишемии пациентов с травмами мозга и инсультом.
Успешно изолировав мозг собак и обезьян, Уайт и его команда подняли ставки: на этот раз кровообращение должны были поддерживать не только аппараты, но и донорское тело. Операция, проведенная на четырех макаках, привлекла широкое внимание общественности. Зоозащитники окрестили Уайта "доктором Мясником" (позднее он даже включил это прозвище в название своей автобиографии). Но опыт оказался успешным: через три-четыре часа после операции головы продемонстрировали способность жевать, глотать, следить глазами за действиями людей. Головы также демонстрировали реакции, заученные до процедуры, — то есть высшие нервные функции не были утрачены. Однако они не могли двигать конечностями, потому что мозг голов не получал сигналы от спинного мозга тела.
Много проблем, мало решений
Между пересадкой головы и поддержанием жизни в ней в течение суток и успешной пересадкой головы человеку — огромная дистанция. Канаверо, в отличие от своего предшественника, не мог похвастаться большим опытом в этой области. Общий список научных статей Канаверо к 2015 году включал около 30 наименований. В основном его работы были посвящены нейропатической боли — хроническому синдрому, который развивается в результате травмы спинного мозга (и не только ее).
Предотвращение гибели клеток от ишемии — лишь одна из подзадач, которую пришлось бы решать. Даже в случае успеха пришлось бы столкнуться с другими препятствиями. Например, как справиться с реакцией отторжения? Даже при пересадке донорских органов иммунная система пациента стремится отторгнуть новую ткань. И спустя 5 лет после операции организм пытается отторгнуть новый орган (например, в случае сердца частота хронического отторжения доходит до 80%). С этим борются с помощью высоких доз препаратов, подавляющих действие иммунитета. Но и они подрывают здоровье. В случае с пересадкой головы потребовались бы просто чудовищные дозы.
Но самая сложная проблема, не нашедшая решения, — как срастить спинной мозг и вызвать регенерацию нейронов. Именно это позволило бы голове управлять новым телом. Получить живую голову на неподвижном теле (да еще нуждающемся в постоянной медицинской поддержке) — не тот прорыв, аналогичный высадке на Луну, на который рассчитывал Канаверо. Для самого пациента такое состояние обернулось бы постоянным страданием. Тогда в чем смысл?
Спинной мозг, если сильно огрублять, похож на кабель с миллионами проводов. Причем каждый из проводов имеет собственную морфологию. Нервные волокна можно соединить, и они начнут проводить сигналы. Например, операции по пересадке конечностей уже стали рутинными. Однако даже в этом случае функции конечности восстанавливаются в лучшем случае на 60%. При рассечении и сращении нервов остается шрам, и даже при идеальном совмещении сигнал не будет проходить идеально. Это может приводить к потере чувствительности отдельных органов или их частей и даже отмиранию.
Канаверо, впрочем, не был голословен. Он представил собственный протокол сшивания спинного мозга — GEMINI (по-английски аббревиатура читается как "близнецы"). Главный козырь Канаверо был в том, чтобы использовать для сшивания нервных волокон полиэтиленгликоль (ПЭГ). Это вещество, как показали предыдущие опыты, хорошо склеивает поврежденные клеточные мембраны. Однако эти опыты были проведены на червях, и авторы отдельно отмечали: на млекопитающих этот способ нужно проверять отдельно, ведь у червей толщина соединяемых нервных отростков (аксонов) гораздо меньше.
Другим предложением Канаверо было воспользоваться альтернативным путем регенерации. Канаверо отвергал общепринятое мнение о том, что управление моторными функциями тела зависит в первую очередь от пучков длинных нервных волокон в спинном мозге. Он утверждал, что можно восстановить двигательные функции тела благодаря регенерации нервных волокон ближнего действия, которые являются частью дополнительной сети клеток в спинном мозге, называемой проприоспинальными нейронами. Впрочем, в этом пункте Канаверо ссылался на работу аж 1937 года. И в ней не было нужных экспериментальных данных.
Результаты не на высоте амбиций
И снова нужно отдать должное Канаверо — его построения не были только теоретическими. Однако именно его собственные практические результаты и вызвали скепсис ученых. В 2017 году имя Канаверо вновь всплыло в заголовках новостей. "Проведена первая в мире пересадка головы человека" — лишь один такой пример. Некоторые сообщения, впрочем, были более осторожными (и близкими к истине): "Итальянский нейрохирург объявил об успешной пересадке головы человеку".
А речь шла о пересадке головы… одного трупа другому. Ее Канаверо реализовал в сотрудничестве с азиатскими хирургами Рен Сяопином и Си-Юн Кимом. Ученые сообщали о применении протокола GEMINI, приводили конкретные техники фиксации, подробно описывали процесс сшивания нейронов. Но условия эксперимента исключали саму возможность нужного результата. Ведь у трупа невозможна никакая регенерация — а именно она и стала бы убедительным доказательством успеха всей процедуры. Ведь Канаверо собирался переходить к операциям на живом человеке.
Впрочем, Канаверо и его китайские коллеги проводили и эксперименты на животных. Но и к ним у внимательных коллег были претензии. В 2016 году Си-Юн Ким опубликовал статью о сращении спинного мозга у крыс с применением ПЭГ. Как утверждали авторы, после операции в ответ на электрическую стимуляцию усов крысы двигали лапками. Но это доказывало лишь то, что сигнал каким-то образом проходил через спинной мозг. Рефлексы удалось частично восстановить — но это никак не доказывало, что такая крыса могла осознанно управлять своими конечностями.
Сам Канаверо уже в 2019 году представил статью об успешном применении ПЭГ на собаках породы бигль. Согласно описанию эксперимента, дюжине собак перерезали спинной мозг на уровне 10-го позвонка. Затем семи случайно выбранным собакам ввели в район разреза ПЭГ, а пяти — физраствор. Затем на протяжении полугода собак оценивали по шкале подвижности BBB, делали МРТ спинного мозга и диффузную трактографию (анализ целостности нервных путей).
По результатам этого опыта у контрольной группы подвижность составляла 4/20, в то время как у группы с ПЭГ — 7, 12 и 18. При этом три собаки умерли до окончания опыта. Данные гистологического исследования и трактографии показывали, что спинной мозг в присутствии ПЭГ сращивается значительно лучше (без него сращение также было). Но есть нюанс: статья была опубликована в журнале Surgical Neurology International, а оба автора были редакторами этого журнала по разделу "Трансплантация головы и спинного мозга" — того самого раздела, где опубликована статья. А это уже конфликт интересов — нарушение научной этики.
Амбиции не решают все
В начале своего квеста по пересадке головы Канаверо излучал уверенность. До той степени, что даже нашел потенциального пациента — россиянина Владимира Спиридонова, страдающего от врожденной спинальной мышечной атрофии. При таком диагнозе мышцы и скелет больного еще в раннем детстве останавливаются в развитии. Возможности лечения доступны лишь в детском возрасте. Еще в 2015 году Спиридонов рассказывал, что операция запланирована на 2017 год.
По плану Канаверо операция должна была занять 36 часов, в ней должны были быть задействованы несколько десятков специалистов, а ее стоимость превысила бы $11 млн. Сначала провести ее планировали в США, но затем Канаверо переключился на Китай. Вероятно, из-за того, что научное сообщество в США было настроено более критически, а вот с китайскими коллегами его взаимодействие сложилось лучше. Да и законодательство в Китае позволяет более свободно проводить такие исследования — правда, на животных.
По словам Спиридонова, в итоге операцию пришлось отложить на неопределенный срок. Он успел переехать в Америку, жениться и завести ребенка. Канаверо с тех пор не отказался от своих планов. По словам хирурга, препятствие скорее техническое: как достать совместимое донорское тело. В Китае, как он утверждает, это будет проще. Задержку он объясняет тем, что попытки получить поддержку проекта были отвергнуты медицинским сообществом в США и Европе.
Коллеги Канаверо критикуют не только изъяны в его исследованиях. Сама фигура ученого, его поведение и заявления действительно вызывают скепсис. Но у этого есть объяснение. "В истории науки были ученые, которые шли на риск и даже делали невозможное, — говорит психофизиолог, профессор биофака МГУ имени М. В. Ломоносова, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов Александр Каплан. — Но этому предшествовала длительная подготовка, многочисленные эксперименты на животных. Данных, которые предъявил Канаверо, явно недостаточно для такой задачи. Вероятно, он действительно хороший хирург и имеет большой опыт проведения сложных операций. Но для реальной пересадки головы этого мало. Не разработаны подходы, не решены сопутствующие проблемы, такие как отторжение тканей".
Согласно строгим научным стандартам, ученые должны провести достаточное количество тестов на животных, прежде чем проводить любую новую хирургическую операцию на теле человека. И результаты должны быть воспроизводимы — это главное условие. Результаты, полученные в одной лаборатории, не удается повторить в другой. Возможно, однажды мечта о пересадке головы станет реальностью. Но одних амбиций и веры в себя недостаточно.
