چرا پیوند مغز انسان هنوز غیر ممکن است؟

پیوند مغز یکی از مرزهای ناتمام پزشکی است که با وجود پیشرفت‌های چشمگیر جراحی مغز و اعصاب، همچنان در حد نظریه باقی مانده است.

کد خبر: ۹۲۲۰۳۵

تاریخ: ۲۹ ارديبهشت ۱۴۰۵ - ۱۶:۰۴

زومیت: پیوند مغز یکی از مرزهای ناتمام پزشکی است که با وجود پیشرفت‌های چشمگیر جراحی مغز و اعصاب، همچنان در حد نظریه باقی مانده است.

جراحان مغز و اعصاب امروز می‌توانند عمل‌هایی انجام دهند که چند دهه پیش شبیه داستان‌های علمی‌تخیلی به نظر می‌رسید. بااین‌حال، هنوز هدفی بزرگ و تقریباً دست‌نیافتنی در علم پزشکی وجود دارد: پیوند کامل مغز.

در مرکز آلکور در ایالت آریزونای آمریکا، بیش از ۱۵۰ سر و مغز منجمدشده در مخازن نیتروژن مایع نگهداری می‌شوند. افرادی که پیش از مرگ خود هزینه کردند تا بدن یا سرشان در دمای بسیار پایین حفظ شود، امیدوارند فناوری آینده بتواند آن‌ها را دوباره زنده کند و شاید مغزشان را به بدنی جدید انتقال دهد.

اما این پرسش مطرح می‌شود که اگر سرها و مغزها هنوز نسبتاً سالم هستند، چرا دانشمندان نمی‌توانند همین حالا آن‌ها را به بدن‌های دیگر پیوند بزنند؟ چرا پیوند مغز، برخلاف پیوند قلب یا کبد، هنوز غیرممکن است؟

دکتر مکس کروکوف، استادیار جراحی مغز و اعصاب در کالج پزشکی ویسکانسین معتقد است اصطلاح «پیوند مغز» دقیق نیست. او می‌گوید در واقع چنین عملی بیشتر باید «پیوند بدن» نامیده شود، زیرا هویت، حافظه، شخصیت و احساس خودآگاهی انسان در مغز قرار دارد. او توضیح می‌دهد: «اگر مغز فردی را به بدن دیگری منتقل کنید، در حقیقت بدن جدید متعلق به همان فرد قبلی خواهد بود. هویت انسان در مغز اوست، نه در قلب یا اندام‌های دیگر.»

اما در مغز و نخاع وضعیت کاملاً متفاوت است. نورون‌ها یا سلول‌های عصبی دستگاه عصبی مرکزی توان بازسازی بسیار محدودی دارند. اگر این سلول‌ها قطع شوند، اتصال دوباره آن‌ها تقریباً غیرممکن است.

مشکل فقط اتصال فیزیکی نیست. جراحان می‌توانند استخوان، رگ‌های خونی، ماهیچه‌ها و حتی برخی رشته‌های عصبی را به هم متصل کنند، اما مغز برای عملکرد طبیعی باید با میلیاردها سلول عصبی دیگر ارتباط دقیق و هماهنگ برقرار کند.

هر نورون ممکن است هزاران ارتباط با سلول‌های دیگر داشته باشد. این ارتباط‌ها که سیناپس نام دارند، شبکه‌ای فوق‌العاده پیچیده ایجاد می‌کنند که مسئول حافظه، حرکت، زبان، احساسات و آگاهی است.

دانشمندان می‌دانند مغز در طول زندگی می‌تواند ارتباط‌های عصبی تازه‌ای ایجاد کند. این قابلیت «انعطاف‌پذیری عصبی» نامیده می‌شود و شالوده یادگیری و حافظه است. اما هنوز مشخص نیست چگونه می‌توان این فرایند را برای اتصال دوباره یک مغز کامل به بدن جدید کنترل کرد.

دکتر کروکوف می‌گوید حتی پیوند بخشی کوچک از مغز نیز فراتر از توان فعلی علم است. او به مخچه اشاره می‌کند؛ بخشی از مغز که در تعادل و هماهنگی حرکات نقش دارد. مخچه حاوی میلیون‌ها نورون تخصصی به نام سلول‌های پورکینژ است که هرکدام از هزاران نورون دیگر پیام دریافت می‌کنند. او می‌گوید: «تعداد ارتباط‌های عصبی به‌قدری زیاد است که عملاً از ظرفیت فناوری کنونی ما خارج است.»

از نظر تئوری، ساده‌ترین نوع پیوند مغز این است که مغز یا سر فرد از طریق نخاع به بدن جدید متصل شود، زیرا مدارهای عصبی نخاع نسبت به شبکه عظیم مغز ساده‌ترند. اما حتی در این حالت نیز مشکل اصلی باقی می‌ماند: دانشمندان هنوز راهی برای وادار کردن سلول‌های عصبی به برقراری ارتباط دوباره پیدا نکرده‌اند.

تلاش برای پیوند سر سابقه‌ای طولانی دارد. از اوایل قرن بیستم، دانشمندان با پیشرفت روش‌های بخیه‌زدن رگ‌های خونی آزمایش‌هایی روی حیوانات انجام دادند. در بیشتر این آزمایش‌ها، سگ‌ها و میمون‌ها تنها چند ساعت یا چند روز زنده ماندند، زیرا بدن حیوان گیرنده سر جدید را پس می‌زد یا گردش خون پایدار برقرار نمی‌شد.

در دهه ۱۹۷۰، رابرت جی. وایت، جراح آمریکایی آزمایش‌های جنجالی پیوند سر روی میمون‌ها را انجام داد. او توانست سر یک میمون را به بدن میمون دیگری متصل کند. حیوان پس از عمل قادر بود اشیا را ببیند، صداها را دنبال کند و حتی غذا را بجود و ببلعد. بررسی‌های الکتریکی نشان می‌داد مغز هنوز هوشیار است. با‌این‌حال، میمون‌ها هرگز نتوانستند بدن جدید را حرکت دهند، زیرا نخاع دوباره به مغز متصل نشده بود. هیچ‌یک از حیوانات نیز بیش از ۹ روز زنده نماندند.

چند دهه بعد، سرجیو کاناورو، جراح ایتالیایی، بار دیگر ایده پیوند سر انسان را مطرح کرد. او در سال ۲۰۱۳ اعلام کرد قصد دارد نخستین پیوند سر انسان را انجام دهد و این ادعا موجی از انتقادهای علمی و اخلاقی را به دنبال داشت.

کاناورو در سال ۲۰۱۷ گفت این عمل را روی جسد انسان انجام داده است، اما بسیاری از متخصصان آن را فاقد ارزش علمی دانستند. آرتور کاپلان، متخصص اخلاق زیستی دانشگاه نیویورک، این پروژه را «ادامه فریبی شرم‌آور» توصیف کرد.

منتقدان می‌گویند حتی اگر اتصال فیزیکی ممکن شود، بدن جدید احتمالاً مغز پیوندی را به‌عنوان بافت بیگانه پس می‌زند. علاوه بر آن، مغز باید بتواند با تمام سیگنال‌های عصبی بدن جدید سازگار شود؛ مسئله‌ای که هنوز فراتر از دانش کنونی علوم اعصاب است.

با وجود این محدودیت‌ها، پژوهشگران کاملاً ناامید نیستند. دانشمندان اکنون به‌جای تعویض کامل مغز، روی ترمیم بخش‌های آسیب‌دیده‌ی آن کار می‌کنند.

یکی از امیدبخش‌ترین مسیرها، استفاده از سلول‌های بنیادی است. سلول‌های بنیادی می‌توانند به انواع مختلف سلول‌ها، ازجمله نورون‌ها، تبدیل شوند و پژوهشگران امیدوارند روزی بتوانند از این آن‌ها برای جایگزینی بافت‌های آسیب‌دیده مغز استفاده کنند.

دکتر روسلان راست، استادیار پژوهشی فیزیولوژی و علوم اعصاب در دانشکده پزشکی کِک دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، می‌گوید سلول‌های بنیادی شاید بهتر از نورون‌های بالغ بتوانند خود را با شبکه عصبی موجود هماهنگ کنند.

در حالت ایده‌آل، این سلول‌ها از بدن خود بیمار گرفته می‌شوند تا خطر واکنش ایمنی کاهش یابد. اما برخی پژوهشگران نیز روی خطوط سلولی استاندارد کار می‌کنند که می‌توانند برای بیماران مختلف استفاده شوند.

سلول‌های بنیادی تاکنون در آزمایش‌های بالینی برای بیماری‌هایی مانند پارکینسون، سکته مغزی، آسیب نخاعی و صرع بررسی شده‌اند، اما هنوز هیچ‌کدام از این درمان‌ها مجوز نهایی سازمان غذا و داروی آمریکا را برای استفاده گسترده دریافت نکرده‌اند.

دانشمندان همچنین نگران خطرهای احتمالی این روش‌ها هستند. برای مثال، اگر سلول‌های بنیادی به‌طور کامل به نورون تبدیل نشوند، ممکن است به تومور تبدیل شوند یا ارتباط‌های عصبی مغز را مختل کنند. دکتر راست می‌گوید مهم‌ترین پرسش این است: «چگونه مطمئن شویم سلول‌های پیوندی دقیقاً به همان نوع سلولی تبدیل می‌شوند که می‌خواهیم و در مدار عصبی درست قرار می‌گیرند؟»

پژوهشگران علاوه بر سلول‌های بنیادی، روی ساخت «اندام‌واره‌های مغزی» نیز کار می‌کنند؛ ساختارهای کوچکی شبیه بافت مغز که در آزمایشگاه و از سلول‌های بنیادی ساخته می‌شوند.

درحال‌حاضر، بیشتر متخصصان علوم اعصاب معتقدند پیوند کامل مغز یا سر هنوز در حد داستان‌های علمی‌تخیلی باقی مانده است. پیچیدگی خارق‌العاده مغز انسان، تعداد بی‌شمار ارتباط‌های عصبی و ناتوانی فعلی علم در بازسازی نخاع باعث شده چنین عملی دست‌کم در آینده نزدیک غیرممکن باشد. گرچه، پژوهش روی سلول‌های بنیادی، ترمیم نخاع و اندام‌واره‌های مغزی شاید روزی امکان درمان آسیب‌های مغزی و عصبی را متحول کند؛ حتی اگر رؤیای پیوند کامل مغز هرگز به واقعیت تبدیل نشود.