В 2015 году в российских СМИ прогремела новость: итальянский нейрохирург Серджио Канаверо собирается произвести первую в мире пересадку головы! Его пациентом должен был стать на тот момент 33-летний программист Валерий Спиридонов, прикованный к инвалидному креслу из-за спинальной мышечной атрофии.

Тогда возмущались врачи, физиологи и неврологи, тогда торжествовали трансгуманисты и биохакеры, тогда подогревали интерес журналисты, тогда все больше интересовались незаурядными планами хирурга простые обыватели.

Как мы знаем, история расставила все по своим местам: операция не состоялась. Зато теперь есть возможность спокойно объяснить, почему она и не могла быть проведена. Без тысяч недовольных и неаргументированных голосов: «Вы не понимаете! Он сможет! Еще сто лет назад не мечтали и о пришивании пальца, значит, в ближайшем будущем возможно все!».

Рассмотрим же более детально предпосылки такой операции, ее сложности и существующие технологии, а также видение самого Канаверо. Для чего вообще понадобилась пересадка головы – или по-научному cephalosomatic anastomosis (CSA)? В кейсе, за который взялся Канаверо, у пациента было редкое генетическое заболевание, приводящее к постепенной мышечной дегенерации и отказу внутренних органов. Действительно, CSA можно было бы рассматривать в этом случае как «операцию отчаяния», заменяя запрограммированную по сути смерть на некую рулетку – либо смерть в результате неудачной операции, либо жизнь как минимум не хуже качеством (тело у Спиридонова практически не функционировало к моменту, когда об операции заговорили). Сложно сказать, насколько востребованной была бы такая трансплантация в принципе, но все, что развивает медицину и технологии и в перспективе может помочь другим пациентам – несомненное благо.

А насколько это развивает медицину? Ассоциацией первого уровня для планируемой Канаверо операции, помимо навязших в зубах примеров из художественной литературы, были эксперименты советского хирурга Владимира Демиховаhttps://rustransplant.com/demixov-istoriya-glavnogo-cheloveka-v-mirovoj-transplantologii/.

Владимир Демихов с не двухголовой, но двухсердечной собакой Гришкой

Про его полузабытые трансплантации голов собакам в СССР в 1950–60-х вспомнили все. Да, Владимиром Петровичем были отработаны пионерские технологии, перенятые и развитые затем для трансплантации органов человека во всем мире. Что наводит неспециалиста на мысль: так значит, от животного до человека нужно сделать пресловутый один шаг? Осталось совсем немного, учитывая современные успехи и технологическую оснащенность медицины.

Но это не так. Демихов не заходил в своих опытах дальше сшивания сосудов и тканей, обеспечивая только бесперебойный доступ кислорода к мозгу и выживание ЦНС. Именно сохранение рефлекторных и когнитивных функций он демонстрировал в этих опытах – приживленные донорские головы двигались и даже пытались есть привычную пищу. Но в сухом остатке это – всего лишь функционирующая донорская голова.

В случае CSA необходимо решение качественно иной задачи – управляющая телом донорская голова. Успеть сшить магистральные сосуды, прочно скрепить позвонки, соединить пищеводы и трахеи – трудоемкие, но посильные задачи для обычной хирургии.

Совсем другое дело – сохранение функций периферических нервов – двигательной, сенсорной. Только при этом CSA вообще имеет смысл, а цель хоть немного оправдывает средства. Ведь иначе проще заменить отказывающие органы аппаратным поддержанием функции – вроде того же ИВЛ или искусственного сердца.

Для восстановления управления телом требуются хирургические техники по сшиванию нервов и способы помощи им в активной и быстрой регенерации. Существуют ли они на сегодняшний день? Принципиально – да. Заглянем в медицинскую литературу. Есть вполне четкий алгоритм действий для хирургии поврежденных нервов в конечностях – сокращенная цитата: Существует четыре основных этапа реконструкции типа «конец к концу»— наиболее часто используемой методики восстановления нерва.

1. Концы нервов подготавливают, хирургически удаляя некротическую ткань, при необходимости сгибается сустав или проводят укорочение кости;
2. Концы нервов высвобождают для лучшей подвижности и подтягивают, оставляя между ними минимальный зазор;
3. Обеспечивают правильное соединение кровеносных сосудов и правильное позиционирование сшиваемых концов нервов по оси вращения;
4. Реконструируемый нерв сшивают наложением швов на эпиневрий, иногда сшивают отдельные группы нервных пучков. Это обычно предпочтительнее для крупных нервов, где сенсорные и двигательные волокна можно выделять и сшивать отдельно.

Общая схема регенерации аксонов при повреждении (слева) и различные способы сшивания нервов и их отдельных пучков (справа)

Там же оговариваются и возможные осложнения и ограничения. При такой операции главное – правильное совмещение оболочек пучков нервных волокон. Дистальный конец аксона (отрезок со стороны конечности, не содержащий тела клетки) погибнет, и новые должны будут регенерировать на его месте на всю длину. Регенерация аксонов пойдет с довольно впечатляющей скоростью 1–3 мм в сутки. То есть, грубо говоря, необходимо правильно совместить «кабель-каналы» – а отдельные «провода» прорастут туда самостоятельно. И здесь уже только остается надеяться на удачное прохождение регенерирующим аксоном места рассечения – не все они смогут преодолеть даже хирургически сшитый зазор. А при неправильном позиционировании, естественно, регенерация идет не по тому пути, причем у аксонов моторных нейронов есть преимущество в росте перед сенсорными. Все это может приводить к денервации органов, неполной двигательной функции и локальной потере чувствительности даже в случае успешной в целом регенерации нерва.

А теперь информация к размышлению: пучки моторных нейронов, иннервирующих человеческий бицепс, содержат 774 аксона.

А общее число моторных нейронов, чьи аксоны проходят через спинной мозг, составляет около полумиллиона! И это будет не отдельный нервный «шнур», хорошо видимый, топографически описанный и строго соответствующий той или иной функции, который можно высвободить, «зачистить концы» и сшить. Это широкий тракт нервной ткани, состоящий из плотно упакованных аксонов, на срезе которого «где-то в этой области» (на рисунке) расположены моторные нейроны. Насколько негативными будут последствия от смещения концов этой «колбасы» относительно друг друга даже на десятую долю миллиметра? Сколько аксонов донорской головы при этом не совпадут со своими проекциями на новом теле – почти все?

Нервные отростки, проходящие через спинной мозг. Аксоны чувствительных нейронов являются афферентными (по ним сигнал возвращается в мозг), обозначены синим. Аксоны нейронов двигательных путей – эфферентные (по ним сигнал идет к периферии) – обозначены красным. Площадь красных областей соответствует примерно полумиллиону плотно упакованных в пучки аксонов моторных нейронов.

На эти вопросы Канаверо должен был ответить в самом начале. Проблему и пути ее решения он обобщил в виде проекта GEMINI по сшиванию спинного мозга. Необязательно откладывать ради этого чтение данной статьи, но все же рекомендуется посмотреть выступление Канаверо на TEDx: Главными «звоночками» в его речи являются не амбициозность проекта и недостаток технических подробностей, а бравурная, даже самовосхваляющая подача. Канаверо вел себя как откровенный шоумен, хотя и является дипломированным профессионалом. Но работа на публику сделала свое дело. У специалистов возник сильный скепсис, но тему подхватили СМИ и общественность.

Нам из его выступления важно два момента: во-первых, его заявление об уникальных свойствах полиэтиленгликоля (ПЭГ) соединять между собой концы перерезанных нервных пучков. Во-вторых, он акцентирует внимание на том, что моторные нейроны в спинном мозгу имеют длинные отростки (аксоны), которые будут регенерировать медленно. Но он утверждает о наличии второго, дублирующего пути, который образован часто расположенными нейронами с короткими аксонами между ними, которые будут регенерировать значительно быстрее. Почему единственные технические подробности являются на самом деле слабыми местами проекта? Побудем скептиками.