چرا پیوند مغز انسان هنوز غیر ممکن است؟
زومیت: پیوند مغز یکی از مرزهای ناتمام پزشکی است که با وجود پیشرفت های چشمگیر در جراحی مغز و اعصاب، همچنان به صورت تئوری باقی مانده است.
جراحان مغز و اعصاب امروزه می توانند عمل هایی را انجام دهند که در چند دهه پیش شبیه به یک داستان علمی تخیلی به نظر می رسید. با این حال، هنوز یک هدف بزرگ و تقریباً دست نیافتنی در علم پزشکی وجود دارد: پیوند کامل مغز.
در مرکز Alcor در آریزونا، بیش از 150 سر و مغز یخ زده در مخازن نیتروژن مایع ذخیره می شود. افرادی که قبل از مرگ برای انجماد بدن یا سر خود پول پرداخت کردند، امیدوارند که فناوری آینده بتواند آنها را به زندگی بازگرداند و شاید مغز آنها را به بدن جدیدی پیوند بزند.
اما این سوال پیش می آید که اگر سرها و مغزها هنوز نسبتا سالم هستند، چرا اکنون دانشمندان نمی توانند آنها را به بدن های دیگر پیوند بزنند؟ چرا پیوند مغز، برخلاف پیوند قلب یا کبد، هنوز غیرممکن است؟
دکتر مکس کروکف، استادیار جراحی مغز و اعصاب در کالج پزشکی ویسکانسین، معتقد است که اصطلاح “پیوند مغز” نادرست است. او می گوید در واقع چنین عملی را باید «پیوند بدن» نامید زیرا هویت، حافظه، شخصیت و حس خودآگاهی فرد در مغز قرار دارد. او توضیح می دهد: «اگر مغز شخصی را به بدن دیگری پیوند دهید، بدن جدید در واقع متعلق به همان شخص خواهد بود. هویت انسان در مغز اوست نه در قلب یا سایر اعضای بدنش.
اما در مغز و نخاع وضعیت کاملا متفاوت است. نورون ها یا سلول های عصبی سیستم عصبی مرکزی توانایی بسیار محدودی برای بازسازی دارند. اگر این سلول ها قطع شوند، اتصال مجدد آنها تقریبا غیرممکن است.
مشکل فقط ارتباط فیزیکی نیست. جراحان میتوانند استخوانها، رگهای خونی، ماهیچهها و حتی برخی رشتههای عصبی را به هم متصل کنند، اما مغز برای عملکرد طبیعی نیاز به برقراری ارتباط دقیق و هماهنگ با میلیاردها سلول عصبی دیگر دارد.
هر نورون ممکن است هزاران ارتباط با سلول های دیگر داشته باشد. این ارتباطات که سیناپس نامیده می شوند، یک شبکه فوق العاده پیچیده را تشکیل می دهند که مسئول حافظه، حرکت، زبان، احساسات و آگاهی است.
دانشمندان می دانند که مغز می تواند ارتباطات عصبی جدیدی را در طول زندگی ایجاد کند. این قابلیت «نوروپلاستیسیته» نامیده می شود و پایه یادگیری و حافظه است. اما هنوز مشخص نیست که چگونه می توان این فرآیند را برای اتصال مجدد کل مغز به بدن جدید کنترل کرد.
دکتر کروکف می گوید حتی پیوند بخشی کوچک از مغز فراتر از توانایی های فعلی علم است. او به مخچه اشاره می کند. بخشی از مغز که در تعادل و هماهنگی حرکات نقش دارد. مخچه حاوی میلیون ها نورون تخصصی به نام سلول های پورکنژ است که هر یک از آنها پیام هزاران نورون دیگر را دریافت می کنند. او می گوید: «تعداد اتصالات عصبی به قدری زیاد است که عملاً فراتر از ظرفیت فناوری فعلی ما است.
از نظر تئوری، سادهترین نوع پیوند مغز، اتصال مغز یا سر فرد به بدن جدید از طریق نخاع است، زیرا مدارهای عصبی نخاع سادهتر از شبکه وسیع مغز هستند. اما حتی پس از آن، مشکل اصلی همچنان باقی است: دانشمندان هنوز راهی برای برقراری ارتباط مجدد نورون ها پیدا نکرده اند.
تلاش برای پیوند سر سابقه طولانی دارد. از آغاز قرن بیستم، دانشمندان روشهایی را برای بخیه زدن رگهای خونی توسعه دادند و آزمایشهایی را روی حیوانات انجام دادند. در بیشتر این آزمایشها، سگها و میمونها فقط چند ساعت یا چند روز زنده ماندند، زیرا بدن حیوان دریافتکننده سر جدید را رد کرد یا گردش خون برقرار نشد.
در دهه 1970، رابرت جی وایت، جراح آمریکایی، آزمایش های بحث برانگیز پیوند سر را روی میمون ها انجام داد. او توانست سر یک میمون را به بدن میمون دیگری متصل کند. پس از عمل، حیوان قادر به دیدن اشیا، دنبال کردن صداها و حتی جویدن و قورت دادن غذا بود. آزمایشات الکتریکی نشان داد که مغز هنوز بیدار است. با این حال، میمون ها هرگز نتوانستند بدن جدید را حرکت دهند، زیرا نخاع دوباره به مغز متصل نشده بود. هیچ یک از حیوانات بیش از 9 روز زنده ماندند.
چند دهه بعد، جراح ایتالیایی سرجیو کاناورو بار دیگر ایده پیوند سر انسان را مطرح کرد. او در سال ۲۰۱۳ اعلام کرد که قصد دارد اولین پیوند سر انسان را انجام دهد و این ادعا موجی از انتقادات علمی و اخلاقی را به دنبال داشت.
کاناورو در سال 2017 گفت که این عمل را روی جسد انسان انجام داده است، اما بسیاری از کارشناسان آن را فاقد ارزش علمی می دانند. آرتور کاپلان، کارشناس اخلاق زیستی دانشگاه نیویورک، این پروژه را “ادامه شرم آور فریبکاری” توصیف کرد.
منتقدان می گویند که حتی اگر یک ارتباط فیزیکی امکان پذیر باشد، بدن جدید احتمالاً مغز پیوند شده را به عنوان بافت خارجی رد می کند. علاوه بر این، مغز باید بتواند با تمام سیگنال های عصبی بدن جدید سازگار شود. مشکلی که هنوز فراتر از دانش فعلی علوم اعصاب است.
با وجود این محدودیت ها، محققان کاملاً ناامید نیستند. به جای جایگزینی کل مغز، دانشمندان اکنون روی ترمیم قسمت های آسیب دیده مغز کار می کنند.
یکی از امیدوارکننده ترین راه ها استفاده از سلول های بنیادی است. سلول های بنیادی می توانند به انواع مختلفی از سلول ها از جمله سلول های عصبی تبدیل شوند و محققان امیدوارند روزی از آنها برای جایگزینی بافت آسیب دیده مغز استفاده کنند.
دکتر روسلان راست، استادیار پژوهشی فیزیولوژی و علوم اعصاب در دانشکده پزشکی کک در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، میگوید که سلولهای بنیادی ممکن است بهتر از نورونهای بالغ بتوانند با شبکه عصبی موجود سازگار شوند.
در حالت ایده آل، این سلول ها از بدن خود بیمار گرفته می شوند تا خطر واکنش ایمنی را کاهش دهند. اما برخی از محققان روی خطوط سلولی استانداردی نیز کار می کنند که می تواند برای بیماران مختلف استفاده شود.
سلول های بنیادی تاکنون در آزمایشات بالینی برای بیماری هایی مانند پارکینسون، سکته مغزی، آسیب نخاعی و صرع مورد بررسی قرار گرفته اند، اما هیچ یک از این درمان ها هنوز تایید نهایی FDA را برای استفاده گسترده دریافت نکرده اند.
دانشمندان همچنین نگران خطرات احتمالی این روش ها هستند. به عنوان مثال، اگر سلول های بنیادی به طور کامل به نورون تبدیل نشوند، ممکن است به تومور تبدیل شوند یا ارتباطات عصبی مغز را مختل کنند. دکتر راست می گوید مهم ترین سوال این است که “چگونه مطمئن شویم که سلول های پیوندی دقیقاً به همان نوع سلولی می شوند که می خواهیم و در نهایت در مدار عصبی مناسب قرار می گیرند؟”
علاوه بر سلولهای بنیادی، محققان روی ساخت «ارگانهای مغزی» نیز کار میکنند. ساختارهای کوچک مشابه بافت مغز که در آزمایشگاه از سلول های بنیادی ساخته می شوند.
در حال حاضر، اکثر دانشمندان علوم اعصاب بر این باورند که پیوند کامل مغز یا سر همچنان موضوع علمی تخیلی است. پیچیدگی خارقالعاده مغز انسان، تعداد بیشمار اتصالات عصبی و ناتوانی کنونی علم در بازسازی نخاع، چنین عملی را حداقل در آینده نزدیک غیرممکن کرده است. با این حال، تحقیقات بر روی سلول های بنیادی، ترمیم نخاع و اندام های مغز ممکن است روزی امکان درمان آسیب های مغزی و عصبی را متحول کند. حتی اگر رویای پیوند کامل مغز هرگز به واقعیت تبدیل نشود.
