Har du någonsin velat göra en hjärntransplantation? Det är dessa utmaningar vi står inför. : Vetenskaplig varning

Neurokirurgen Sergio Canavero meddelade 2015 att han snart kanske kan utföra världens första mänskliga huvudtransplantation. Det skulle innebära att det skulle vara möjligt att ta bort någons huvud och ympa det på en annan persons nacke och axlar. Hittills har detta bara gjorts på kadaver och inte på levande människor.

Men antar att du vill behålla det ansikte du redan har? Eller har du tröttnat på den kropp du bor i? Skulle det någonsin vara möjligt att byta hjärnor mellan kroppar?

Emma Stone vann nyligen sin andra Oscar för sin insats i den briljant surrealistiska komedin Poor Things. I filmen får Stones karaktär, Bella Baxter, en hjärntransplantation från fostret som överlever henne efter att ha begått självmord. Operationen utförs av den experimentella vetenskapsmannen Dr. Godwin Baxter (spelad av Willem Dafoe).

Alla som har sett filmen kommer att se Dr. Baxter extrahera hjärnan från baksidan av skallen, beskjuta den lika lätt som en ärta från en balja.

Av skäl som jag ska förklara senare är den här scenen inte anatomiskt korrekt, men den väcker frågan: hur genomförbart är det att utföra en hjärntransplantation? Vilka är de praktiska aspekterna av den kanske mest utmanande operationen någonsin?

Utmana ett: gå in, gå ut

Den levande hjärnan har en textur av mjuk blancmange och skyddas från skador av skallen. Trots att det är en svår nöt att knäcka, skulle benet förmodligen visa sig vara den enklaste strukturen att förhandla fram. Moderna neurokirurgiska tekniker använder kraniotomisågar för att ta bort en del av skallen och komma åt hjärnan under.

Det är värt att notera att inte alla neurokirurgiska operationer når hjärnan på detta sätt. Den ärtstora hypofysen ligger vid basen av hjärnan, precis bakom en av bihålorna på baksidan av näshålan. I det här fallet är det vettigt att använda näsan för hypofyskirurgi.

Även om näsan inte skulle vara tillräckligt stor för att sätta in en ny hjärna, kan den säkert fungera som en väg att extrahera en, om än i bitar. Under mumifieringsprocessen tog de gamla egyptierna, som ansåg hjärnan oviktig, bort fragment av den genom näsborrarna.

Bortom skallen når du hjärnhöljet: tre skyddande hinnor eller hjärnhinnor. Den första, dura mater, är svår. Den andra, arachnoid, är som ett spindelnät, medan pia, den tredje, är känslig och osynligt tunn. Det är dessa strukturer som blir inflammerade vid hjärnhinneinflammation.

Dessa membran ger stabilitet och förhindrar hjärnan från att skvalpa runt. De utsöndrar också insidan av skallen i fack. Den första ger en skyddande manschett av vätska runt utsidan av hjärnan (tänk på pickles som flyter i en burk med vinäger). Känd som cerebrospinalvätska (CSF), den är gjord av filtrerat blod och är färglös.

Hjärnhinnorna skapar också kanaler mellan hjärnan och skallen. Dessa är vägarna genom vilka både blod och CSF från huvudet återvänder till hjärtat.

Genom att öppna skallen och hjärnhinnorna kommer det att finnas tillräckligt med fönster för att ta bort hjärnan. Detta skulle vara den enklaste delen av operationen.

Utmaning två: koppla samman kretsarna

Nu är det dags att introducera den nya hjärnan. Det är här saker och ting blir komplicerade.

Hjärnan tar emot sensorisk information från hela kroppen och skickar instruktioner, vilket får muskler att dra ihop sig, hjärtat att slå och körtlar att utsöndra hormoner. Att ta bort en hjärna kräver att man skär av de 12 par kranialnerver som löper direkt från den och ryggmärgen. Information kommer in i och lämnar hjärnan genom alla dessa strukturer. Ser du svårigheten?

Nerver fäster inte bara igen. Så fort du skär dem börjar de vanligtvis sönderfalla och dö, även om vissa är mer motståndskraftiga mot skador än andra. Forskargrupper runt om i världen experimenterar med hur man kan främja ny tillväxt av nervceller efter skada för att undvika neurologiska symtom. Det finns många idéer om hur man uppnår detta, men de inkluderar användningen av kemikalier eller celltransplantat som stimulerar neuronal återhämtning.

Forskare har också föreslagit att ett speciellt biologiskt lim kan användas för att sammanfoga två avskurna ändar av en avskuren nerv eller ryggmärg.

För att ta bort den gamla hjärnan kommer det också att ha varit nödvändigt att skära av artärerna som försörjer blod. Detta kommer också att ha stängt av kritiskt syre och näring, vilket också kommer att kräva återhämtning.

Utmaning tre: konsekvenserna

Den sista och mest osäkra perioden är den senare. Och listan över spekulationer är oändlig. Kommer försökspersonen att återfå medvetandet? Kommer de att kunna tänka? Flytta? Andas? Hur kommer kroppen att reagera på den nya hjärnan?

De flesta transplantationsoperationer kräver donatorer som är kompatibla med mottagare, eftersom kroppens normala reaktion på okända vävnader är att avvisa dem. Immunsystemet skickar ut ett kavalleri av vita blodkroppar och antikroppar för att attackera och förstöra, övertygat om att denna nya närvaro innebär skada. Normalt skyddas hjärnan från denna attack av en annan sköld, som kallas blod-hjärnbarriären. Om den inte rekonstrueras ordentligt under operationen kan donatorhjärnan utsättas för anfall.

frameborder=”0″ enablefullscreen=”allowfullscreen”>

Det är lika viktigt att tänka på hur hjärnan kommer att reagera på sitt nya hem. I Poor Things rapporterades det att Bella Baxters hjärna och kropp “inte riktigt var synkroniserade”. Men hjärnor kan lära sig att växa. Så precis som bebisar skaffar sig en arsenal av tankar, beteenden, färdigheter och förmågor under sin barndomsutveckling, kan en transplanterad hjärna göra detsamma.

Därför förblir hjärntransplantation materialet i science fiction och Oscar-vinnande filmer idag. Genomförbarheten enligt grundläggande anatomi och fysiologi gör utvecklingen av en så komplex procedur osannolik. Men kommer mer tid, verktyg, teknik, erfarenhet och, naturligtvis, pengar någonsin göra det lönsamt? Om Poor Things ger insikt i etiken kring hjärnbyte, så är det en skrämmande idé.Konversationen

Dan Baumgardt, universitetslektor, Institutionen för fysiologi, farmakologi och neurovetenskap, University of Bristol

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *