¿Realmente se pueden trasplantar cabezas?
En febrero de 2015, Sergio Canavero, un neurocientífico de Turín, Italia, anunció que los principales obstáculos para el trasplante de cabeza humana son la fusión de la médula espinal y el rechazo inmunológico, y que la tecnología médica actual se puede superar por completo, afirmó. planea realizar el primer trasplante de cabeza humana del mundo dentro de los próximos dos años.
Plan de trasplante de cabeza humana de fantasía
Ya en 2013, el neurocientífico anunció públicamente su plan, que estaba relacionado con la reciente publicación en Surgical Neurology International, publicada en India. su plan y pasos para el trasplante de cabeza humana no han logrado avances significativos, incluyendo principalmente:
A diferencia del trasplante de órganos habitual, el receptor (con un cerebro sano, que padece enfermedades físicas graves como Hawking) "pacientes de ELA" o pacientes con paraplejia elevada, etc.) y el donante (persona con muerte cerebral físicamente sana) deben estar vivos desde el punto de vista fisiológico.
Los dos fueron colocados en el mismo quirófano y ambos fueron decapitados del cuello bajo hipotermia profunda (la temperatura central del cuerpo humano cayó a 12 ~ 15 ℃) y anestesia. Los vasos sanguíneos y los músculos del cuello se diseccionan cuidadosamente y la médula espinal debe cortarse cuidadosamente con un cuchillo inusualmente afilado.
Luego, se unen la cabeza del receptor y la sección del cuello del cuerpo del donante, se fijan los extremos rotos de la columna cervical y se anastomosan los vasos sanguíneos y los músculos. Las dos secciones limpias de la médula espinal crítica se alinean directamente, se perfunden con un agente de fusión de membrana llamado polietilenglicol y luego se inyecta este "bioadhesivo" según sea necesario. Este método se denomina fusión de la médula espinal.
Él cree que la clave del éxito es que el tiempo desde la decapitación de las dos personas hasta el reemplazo exitoso de la cabeza debe controlarse dentro de una hora, minimizando así el tiempo de isquemia e hipoxia en el cerebro del receptor y en el cuerpo del donante.
En las próximas 3 a 4 semanas, el "hombre nuevo" cuya cabeza y cuerpo han sido reconstruidos quedará controlado en coma para impedir el movimiento y esperar a que sane el cuello. La médula espinal se estimula eléctricamente periódicamente con electrodos implantados, lo que se dice que promueve la regeneración y las conexiones nerviosas.
Canavero espera que cuando despierte esta nueva vida, recuperará la sensación y el movimiento de su cabeza y rostro, y su voz al hablar será la misma que antes. Después de someterse a fisioterapia durante un año, el nuevo hombre podrá volver a caminar.
La historia del trasplante de cabeza
El trasplante de cabeza no es un tema nuevo Ya en 1954, el ex científico soviético Vladimir Demikhov trasplantó la cabeza, las extremidades anteriores y parte del pecho de un cachorro. Vaya a la parte posterior del cuello de un perro grande y cree "con éxito" un "perro de dos cabezas". Ambas cabezas de perro pueden ver y moverse de forma independiente.
El perro de dos cabezas sobrevivió durante 4 días en el primer experimento. En un total de 24 experimentos, estos perros de dos cabezas sobrevivieron entre 2 y 6 días respectivamente.
En aquella época en la que sólo el hermano mayor de la Unión Soviética seguía su ejemplo, la comunidad médica de nuestro país naturalmente se negó a quedarse atrás y siguió el experimento de fabricación de perros de dos cabezas. Entre ellos, Zhao Shijie de la Universidad de Medicina de Harbin estableció el mejor récord nacional de un perro de dos cabezas que sobrevivió durante 5 días y 4 horas en 1956, y ascendió a la cima de la ciencia con el espíritu de "ambición y determinación" típico de Los tiempos La cabeza de perro experimental del Segundo Hospital Afiliado de la Universidad Médica de Harbin El título "Trasplante exitoso" se publicó en el segundo número de la revista "Heilongjiang Medicine" en 1960.
En 1965, el científico estadounidense Robert White trasplantó la cabeza de un perro al cuello de otro, creando un perro con doble cerebro.
En 1970, White realizó con éxito el primer trasplante de cabeza "real" del mundo, trasplantando una cabeza de mono a otro cuerpo sin cabeza. Después de la operación, la sensación de la cabeza y el movimiento del mono se recuperaron, e incluso casi muerde la mano del experimentador, pero la sensación y el movimiento del cuerpo eran completamente inexistentes. Solo dependió de un ventilador para mantener su vida durante 9 días y finalmente murió. de rechazo.
De hecho, ninguno de los experimentos anteriores puede considerarse un verdadero trasplante de cabeza, ya que sólo proporcionan soporte vital temporal a la cabeza trasplantada con el cuerpo del receptor, y no implican un injerto de nervio espinal ni una reconstrucción funcional. , es imposible establecer una conexión neuronal entre la cabeza trasplantada y el cuerpo, y mucho menos restaurar las conexiones funcionales neurológicas.
¿Por qué se dice que el plan Canavero es fantasioso?
Con el desarrollo de la tecnología quirúrgica moderna, la fusión y fijación de la columna vertebral, los vasos sanguíneos y los músculos han sido durante mucho tiempo tecnologías convencionales y maduras. El problema clave en el trasplante de cabeza humana radica en la reconstrucción de las conexiones nerviosas y las funciones entre las cabezas. receptor y el donante.
El plan Canavero evita este problema crítico restándole importancia. La llamada fusión de la médula espinal en su plan simplemente significa cortar la médula espinal cuidadosamente con una cuchilla afilada y simplemente unir las secciones de la médula espinal del receptor y del donante, y tratar de usar el llamado polietilenglicol, un agente de fusión de membranas. . vinculación. No es realista "predecir" que se podrá volver a caminar en un año.
Cuando un entrevistador cuestionó esto, Canavero dijo que si la solución de fusión de la médula espinal con polietilenglicol no es factible, entonces se puede probar la inyección local de células madre neurales o el método de células madre de envoltura olfatoria para promover la regeneración. y reconstrucción funcional de los axones nerviosos.
Se ve que el propio Canavero admitió la falta de fiabilidad de su "confiado" plan.
¿Trasplante de cabeza, trasplante de cuerpo o reconstrucción cerebro-cuerpo?
De hecho, a diferencia de los trasplantes de órganos ordinarios, suponiendo que la operación sea exitosa, la autoconciencia de la nueva persona pertenece al contribuyente de la mente, luego el contribuyente de la mente es el receptor, y el receptor. el cuerpo sólo puede ser un donante que proporcione soporte vital. Por lo tanto, es incorrecto llamar a esta cirugía trasplante de cabeza. Más rigurosamente, debería llamarse trasplante de cuerpo o reconstrucción cerebro-cuerpo.
¿Por qué se dice que el trasplante de cabeza humana actualmente no es factible?
No importa cómo se llame, según el estándar actual de trasplante general de órganos, el llamado éxito debería Incluye dos aspectos, supervivencia y función. Por ejemplo, el año pasado, Noruega anunció que el primer trasplante de útero del mundo fue exitoso porque el útero trasplantado concibió exitosamente y dio a luz al primer bebé trasplantado.
La clave del trasplante de cabeza es reconstruir la estructura y función de los nervios de la médula espinal, restaurar las funciones propias del cerebro y controlar y regular el nuevo cuerpo. Será difícil lograrlo en el largo plazo previsible.
Función cerebral
El sistema nervioso se divide en dos partes: el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) y el sistema nervioso periférico.
Las funciones cerebrales pueden incluir aproximadamente 1) Funciones avanzadas de la neocorteza cerebral, incluida la autoconciencia, la cognición, la memoria, la expresión de la personalidad, etc. Estas funciones pueden lograrse únicamente mediante tejido cerebral. 2) Función de percepción, que recibe diversas señales sensoriales del cuerpo a través de nervios aferentes, como la visión, la audición, el tacto de la piel, el dolor y la temperatura, la propiocepción y el sentido de posición de los músculos óseos y articulares, el dolor por estiramiento visceral, etc. Estos dependen de los nervios aferentes periféricos. y el cerebro la conexión entre. 3) El control de las funciones motoras requiere que las señales cerebrales se transmitan a los tejidos y órganos ejecutivos del cuerpo a través de los nervios eferentes. 4) Los órganos internos incluyen la regulación de las funciones de los órganos endocrinos, principalmente a través de las fibras nerviosas autónomas en los nervios aferentes y eferentes antes mencionados, y el mecanismo neuroendocrino.
En otras palabras, además de las funciones de alto nivel del cerebro, varias otras funciones deben completarse a través de la conexión entre el cerebro y el sistema nervioso periférico, y las partes que involucran al cuerpo deben pasar a través de ella. la médula espinal como un "puente".
Médula espinal
La médula espinal es el tejido nervioso que conecta el cerebro y el sistema nervioso periférico del cuerpo. La parte llamada materia gris son unas neuronas de relevo y la sustancia blanca. La parte que forma la neurona es el eje, compuesta por prolongaciones de fibras, que corresponden a las funciones de percepción, movimiento y regulación visceral, son nervios aferentes ascendentes y nervios eferentes descendentes respectivamente.
La función nerviosa suele ser muy diferenciada y muy precisa. Por ejemplo, si se utilizan dos agujas yuxtapuestas para estimular la piel, se producirán sensaciones táctiles en diferentes partes. Si la intensidad de la estimulación alcanza un nivel nocivo, dolor. se producirá. Estos son detectados por diferentes receptores y codificados en señales eléctricas a lo largo de diferentes fibras nerviosas aferentes a través de complejos relés, y finalmente transmitidos al cerebro después del análisis y la síntesis del cerebro, se generan juicios sensoriales como la ubicación, la naturaleza y la intensidad.
Por lo tanto, las fibras nerviosas son como cables ópticos para la comunicación por cable. Son enormes en número y se transmiten con precisión. Por lo general, no pueden interferir entre sí. La médula espinal, especialmente la médula espinal cervical, es como todas. Los cables ópticos de comunicaciones del país se concentraron en un estrecho pasaje.
El llamado plan de fusión medular del plan Canavero equivale a cortar el cable óptico, y luego juntar los dos extremos rotos y unirlos con un pegamento químico, siendo completamente imposible establecer una unión. enlace de comunicación, y mucho menos contar con una transmisión de señal correcta y precisa.
Regeneración nerviosa
La diferencia entre fibras nerviosas y fibras ópticas es que aunque se corte la fibra óptica, aunque se interrumpa la conexión entre ambos extremos, la estructura no se destruirá .
Las fibras nerviosas son partes celulares activas compuestas por los axones de las neuronas. Una vez cortadas, el axón distal se desintegrará. Aunque el axón proximal tiene cierta capacidad de regeneración, es inferior a otros axones. , esta capacidad es muy débil y el crecimiento es lento.
Más importante aún, los axones regenerados en el extremo proximal deben conectarse correctamente con el extremo distal, crecer y repararse por completo antes de que se pueda restaurar la función normal.
Desafortunadamente, la regeneración de los axones nerviosos carece de un mecanismo de navegación, lo que hace que la regeneración completa y el acoplamiento correcto sean casi imposibles. Además, también se pueden formar cicatrices locales que impiden la regeneración nerviosa que de otro modo sería difícil.
Es por esto que una vez que un nervio está dañado, incluso si se utilizan técnicas microquirúrgicas para la anastomosis nerviosa, suele ser difícil reconstruir la función del nervio, al menos es imposible reconstruirla por completo.
Lo que es aún más terrible es que, además de las neuronas y sus procesos, el 90% de las células del tejido nervioso son células gliales que sustentan la nutrición. Las células gliales de los nervios periféricos y el tejido nervioso central son la diferencia. Es que las primeras son un tipo de células llamadas células de Schwann, cuya única función es producir mielina, materia prima para la formación de los nervios, y no produce sustancias que inhiban la regeneración de los axones.
Por el contrario, existen dos tipos de células gliales en el tejido nervioso central: los oligodendrocitos y los astrocitos, los cuales producen factores químicos que inhiben la regeneración de los axones, junto con otros factores, en el sistema nervioso central. esencialmente carecen de la capacidad de regenerarse (aunque no completamente).
La inhibición de la regeneración axonal en el sistema nervioso central está en consonancia con la lógica de la vida. Si la regeneración puede ser activa, una vez que el sistema nervioso central está dañado, las conexiones nerviosas que se regeneran como malas hierbas conducirán inevitablemente. al "caos" dentro de la sede del cuerpo humano.
La médula espinal pertenece al sistema nervioso central, y la reconstrucción nerviosa del extremo cortado de la médula espinal después del trasplante de cabeza consiste principalmente en el injerto y la regeneración de fibras nerviosas, es decir, axones.
No es factible confiar únicamente en el uso local de polietilenglicol para lograr la fusión de la médula espinal y la reconstrucción funcional en el protocolo Canavero.
Tecnología de células madre
Después de que se cuestionara la fusión de la médula espinal de Canavero, recurrió a la tecnología de células madre para aliviar su vergüenza. Entonces, ¿puede la tecnología de células madre ayudar a reconstruir la estructura y función de la médula espinal?
Hasta la fecha, hay muy pocos datos experimentales con animales disponibles como referencia. En un experimento publicado en la revista Neuron en 2014 de la Facultad de Medicina de la Universidad de California, se inyectaron células madre neurales inducidas y transformadas a partir de células de la piel de un hombre de 86 años en ratas cuya médula espinal fue cortada tres meses después. , se encontró daño en el sitio trasplantado. Hay una gran cantidad de neuronas maduras en regeneración y sus axones crecen a largas distancias, extendiéndose incluso hasta el cerebro. Los axones penetraron en el tejido lesionado y establecieron conexiones con las neuronas de rata. De manera similar, los axones de las neuronas de rata penetraron el injerto y formaron numerosas conexiones con las células, pero no se encontró ninguna recuperación funcional.
En otras palabras, aunque se trata de una tecnología potencial que puede ayudar a la regeneración del nervio espinal, son sólo los resultados preliminares de experimentos con animales y no se han encontrado signos de reconstrucción funcional.
Por lo tanto, aunque no es una tecnología madura y factible que pueda usarse en humanos, y al igual que un trasplante de cabeza con una médula espinal completamente cortada, la regeneración de las neuronas con células madre debe establecerse simultáneamente con las células proximales y Fibras nerviosas distales Es difícil lograr una reconstrucción completa de la función neurológica sin conexiones puente correctas.
Sin embargo, este método ha logrado la regeneración de los nervios, lo que supone un rayo de esperanza para la reconstrucción de la función de la médula espinal.
Otros problemas
Cuestiones éticas: el trasplante de cabeza humana inevitablemente enfrentará desafíos éticos sin precedentes. Tanto el donante como el receptor son personas vivas en el sentido fisiológico. De hecho, se trata de decapitar a dos personas vivas al mismo tiempo. Esta operación por sí sola es difícil de aprobar y aceptar. Si el operativo fracasa, la persona que realizó el operativo también enfrentará cargos penales por homicidio intencional.
Problema de rechazo: es imposible que los receptores y donantes de trasplantes de cabeza humana reciban lavados y otros tratamientos previos para prevenir el rechazo como los trasplantes de órganos ordinarios, y solo pueden depender de medicamentos supresores del rechazo, es difícil. lograr el efecto deseado.
Problemas de la reanimación hipotérmica profunda: actualmente no existe ningún precedente exitoso de "descongelar" el tejido cerebral y de la cabeza congelado y resucitarlo, aunque el récord de temperatura corporal central humana más baja para una reanimación exitosa de una lesión por frío ha alcanzado los 15,7 ℃. La eficacia de la reanimación hipotérmica en humanos es muy baja. La esperanza de recuperarse de una hipotermia profunda aún más baja de 12 a 15 ℃ no es alta.
En resumen, una vez que la médula espinal esté completamente cortada, no es factible en el futuro previsible unir los extremos cortados para establecer una estructura neuronal completa y una conexión funcional.
Perspectivas
La inviabilidad del plan de trasplante de cabeza humana de Canavero no significa la desesperación total de la reconstrucción de la cabeza y el cuerpo con aloinjertos humanos. El Dr. Ren Xiaoping del Primer Hospital Afiliado de la Universidad Médica de Harbin en mi país ha trabajado con tutores extranjeros en algunas ideas útiles, como la cirugía de reconstrucción de la cabeza y el cuerpo que preserva el tronco encefálico que mantiene las funciones básicas de la vida humana, lo que al menos puede mejorar la posibilidad de supervivencia del cuerpo en gran medida. Por supuesto, la cirugía en sí se ha convertido en una cirugía de trasplante de cerebro. El problema de reconstruir la estructura y función neuronal entre la corteza cerebral y la parte inferior del cerebro sigue siendo insuperable.