Изолированный мозг

См. Также: Ванна для органов и техника изолированной перфузии органов.

Человеческий мозг с долями выделенными

Изолированный мозг — это мозг , сохраняемый живым in vitro либо путем перфузии , либо с помощью кровезаменителя , часто насыщенного кислородом раствора различных солей, либо путем погружения мозга в насыщенную кислородом искусственную спинномозговую жидкость (СМЖ). Это биологический аналог мозга в чане . Родственная концепция, прикрепляющая мозг или голову к кровеносной системе другого организма, называется трансплантацией мозга или пересадкой головы . Однако изолированный мозг чаще всего прикрепляется к устройству искусственной перфузии, а не к биологическому телу.

Мозг многих различных организмов поддерживается in vitro в течение нескольких часов, а в некоторых случаях и дней. Центральную нервную систему беспозвоночных животных часто легко поддерживать, поскольку они нуждаются в меньшем количестве кислорода и в большей степени получают кислород из спинномозговой жидкости; по этой причине их мозг легче поддерживать без перфузии. мозг млекопитающих С другой стороны, имеет гораздо меньшую степень выживания без перфузии, и обычно используется искусственный перфузат крови.

По методологическим причинам большинство исследований изолированного мозга млекопитающих проводилось на морских свинках. У этих животных базилярная артерия (основная артерия головного мозга) значительно крупнее, чем у крыс и мышей, что значительно облегчает канюляцию (для подачи спинномозговой жидкости).

История

• 1812 – Сезар Жюльен Жан Лигалуа (он же Лигалуа) выдвинул оригинальную идею реанимации отрубленных голов с помощью переливания крови.
• 1818 г. – Мэри Шелли опубликовала «Франкенштейна»; или Современный Прометей .
• 1836 г. – Эстли Купер показал на кроликах, что сдавление сонных и позвоночных артерий приводит к гибели животного; такие смерти можно предотвратить, если быстро восстановить циркуляцию насыщенной кислородом крови в мозге.
• 1857 г. — Шарль Браун-Секар обезглавил собаку, подождал десять минут, присоединил к артериальным стволам головы четыре резиновые трубки и с помощью шприца ввел кровь, содержащую кислород. Через две-три минуты произвольные движения глаз и мышц морды возобновились. После прекращения переливания оксигенированной крови движения прекратились.
• 1884 г. - Жан Батист Винсент Лаборд предпринял, по-видимому, первую зарегистрированную попытку оживить головы казненных преступников, соединив сонную артерию отрубленной человеческой головы с сонной артерией большой собаки. По сообщению Лаборда, в отдельных экспериментах достигалось частичное восстановление функции мозга.
• 1912 – Корнель Хейманс сохранил жизнь в изолированной голове собаки, соединив сонную артерию и яремную вену отрубленной головы с сонной артерией и яремной веной другой собаки. Частичное функционирование отрубленной головы сохранялось в течение нескольких часов.
• 1928 г. – Сергей Брюхоненко показал , что жизнь можно сохранить в отрубленной голове собаки, подключив сонную артерию и яремную вену к аппарату искусственного кровообращения.
• 1963 – Роберт Дж. Уайт выделил мозг одной обезьяны и присоединил его к кровеносной системе другого животного.
• 1993 - Родольфо Ллинас захватил весь мозг морской свинки в жидкостной системе профузии in vitro , которая выжила около 8 часов и указывает, что потенциалы поля были очень похожи на те, которые описаны in vivo .

• 2023 г. - В исследовании, направленном на поддержание функции мозга свиньи, группа исследователей из Юго-западного медицинского центра Техасского университета преуспела в эксперименте, связанном с изоляцией мозга in vivo . Исследователи разработали систему экстракорпорального пульсационного контроля кровообращения (EPCC). Эта система позволяла независимо регулировать церебральную гемодинамику , отличную от системного кровообращения организма. Путем хирургического изменения притока крови к голове свиньи и использования компьютерного алгоритма эксперимент был направлен на воспроизведение естественного кровяного давления , кровотока и пульсации. Результаты показали, что при EPCC активность мозга, церебральная оксигенация, давление, температура и микроскопическая структура оставались в значительной степени неизмененными или минимально нарушенными по сравнению с нормальным состоянием кровообращения. Этот результат подчеркивает возможность изучения нейронной активности и ее кровообращения изолированно от остального организма.

В философии

В философии « мозг в чане» — это любой из множества мысленных экспериментов, призванных выявить определенные особенности наших представлений о знании , реальности , истине , разуме и значении . Современная версия аргумента, первоначально выдвинутого Декартом в «Размышлениях о первой философии» (т. е. что он не мог доверять своим восприятиям на том основании, что злой демон мог, предположительно, контролировать каждый его опыт), мозг в чане — это идея о том, что мозг можно обмануть чем угодно, если подать ему соответствующие стимулы.

Философская по своей сути идея также стала основой многих научно-фантастических рассказов, во многих таких историях рассказывается о сумасшедшем ученом человека , который мог извлечь мозг из тела, поместить его в чан с поддерживающей жизнь жидкостью и соединить его нейроны проводами. суперкомпьютеру, который будет подавать ему электрические импульсы, идентичные тем, которые обычно получает мозг. Согласно таким научно-фантастическим рассказам, компьютер тогда будет моделировать виртуальную реальность (включая соответствующие реакции на сигналы собственного мозга), а человек с «бестелесным» мозгом продолжит испытывать совершенно нормальные сознательные переживания, не связанные с объектами или события в реальном мире.

Ни о какой такой процедуре у людей никогда не сообщалось в исследовательской статье в научном журнале или другом надежном источнике. Кроме того, способность посылать в мозг внешние электрические сигналы, которые мозг может интерпретировать, а также способность передавать мысли или восприятия любому внешнему объекту по проводам выходит далеко за рамки современных технологий.

Выросший

В 2004 году Томас ДеМарс и Карл Докендорф создали «адаптивное управление полетом с использованием живых нейронных сетей на микроэлектродных матрицах».

Команды Технологического института Джорджии и Университета Рединга создали неврологические объекты, интегрированные с телом робота. Мозг получает входные данные от датчиков на корпусе робота, а результирующий выходной сигнал мозга обеспечивает единственные двигательные сигналы робота.

В художественной литературе

Идея мозга в банке (или мозга в чане) — распространенная тема в научной фантастике.

Литература

• В рассказе Луи Ульбаха «Принц Бонифачо» (1860) есть сцены о бестелесном мозге.
• В рассказе Дика Донована «Некоторые эксперименты с головой» (1889) голова гильотинированного человека реанимируется с помощью электричества.
• В рассказе Карла Грюнерта «Стиль господина Вивациуса» (1908) в лаборатории оживает отрубленная голова журналиста.
• В Раймона Русселя романе Locus Solus (1914) ткани головы Жоржа Дантона воспроизводят речи, произнесенные им перед казнью.
• В рассказе Э. Ф. Бенсона «И мертвые говорили...» (1922) мозг экономки подключен к граммофону .
• Изолированный мозг обретает экстрасенсорные способности в рассказе Нормана Элвуда Хаммерстрома и Ричарда Ф. Сирайта «Мозг в банке» (1924).
• В Александра Беляева романе «Голова профессора Доуэлла» (1925) профессор Доуэлл открывает способ сохранять головы умерших людей живыми и даже давать им новые тела. После его смерти сам Дауэлл становится объектом такого эксперимента.
• В романе Гая Дента «Император если» (1926) изолированный мозг (ранее принадлежавший зеленщику) обладает способностью создавать альтернативные реальности.
• Инопланетяне Ми-го в « Мифах Ктулху» Г. Лавкрафта , впервые появившиеся в рассказе « Шепчущий во тьме » (1931), могут переносить людей с Земли на Плутон (и дальше) и обратно, удаляя мозг субъекта и помещая его в «мозговой цилиндр», который можно прикрепить к внешним устройствам, чтобы он мог видеть, слышать и говорить.
• В серии романов Эдмонда Гамильтона « Капитан Будущего» (1940) персонаж профессора Саймона Райта представляет собой человеческий мозг, живущий в прозрачном футляре.
• В «Мозг Донована научно-фантастическом романе Курта Сиодмака » (см. термин) 1942 года (трижды экранизированном в разных версиях: 1944, 1953 и 1962 годах) мозг безжалостного миллионера сохраняется в резервуаре, где он вырастает до чудовищных размеров. и полномочия.
• В последнем романе К.С. Льюиса « Космической трилогии » «Эта отвратительная сила» (1945) в качестве сюжета используется изолированный мозг Франсуа Алькасана, алжирского радиолога, казненного за убийство. В какой-то момент романа выясняется, что голова Алькасана с искусственной перфузией используется, чтобы позволить злому разуму напрямую общаться с людьми.
• В Роальда Даля рассказе « Уильям и Мэри » (1960) после смерти Уильяма его мозг сохраняется в искусственном сердце.
• В Мадлен Л'Энгл романе «Трещина во времени » (1963) персонаж ОНО представляет собой бестелесный телепатический мозг, который доминирует на планете Камазотц.
• В Кордвейнера Смита коротком романе «Мальчик, который купил старую Землю» (1963, также опубликованном как «Покупатель планет» , а затем включенном в более длинный роман «Норстрилия» в 1975 году) главный герой Род МакБэн «изгоняется»: его голова маринована, его тело обезвожено и лиофилизировано , и все восстановлено в пункте назначения для транзита через межзвездный экономический класс .
• В Фрэнка Герберта романе «Пустота назначения» (1966) космический корабль управляется бестелесным человеческим мозгом, называемым органическим ментальным ядром.
• Руинаторы « , позже известные как Демиурги, — это чрезвычайно киборгизированное инопланетное общество в Люди как боги» научно-фантастической трилогии Сергея Снегова 1966–1977 годов . Они используют изолированный мозг высокоинтеллектуальной расы галаксианцев в качестве органических суперкомпьютеров, отвечающих за Метрические станции , основную и самую секретную структуру военной обороны Империи Руинаторов. У младенцев заключенных извлекают мозг и искусственно выращивают в сферах, наполненных питательной жидкостью. Среди наиболее важных персонажей второго и третьего романов — Мозг Третьей Планеты , позже известный как Бродяга или Голос, который каким-то образом развил самосознание и позже восстал против Руинаторов. Из-за страстного стремления Бродяги к жизни воплощенных, Мозг был хирургическим путем помещен в тело дракона, чей внутренний мозг был разрушен в недавней битве. После этого Бродяга наслаждался жизнью разумного дракона в течение нескольких десятилетий, пока тело не стало слишком дряхлым, и на пороге смерти дракона мозг снова не был удален, чтобы взять на себя контроль над космическим кораблем.
• В романе «Серые вопросы» (1971) Уильяма Йортсберга главный герой и его знакомые — это бестелесные мозги, сохранившиеся под землей после ядерной войны.
• В П. К. Джерсилда романе «Живая душа » (1980) человеческий мозг живет в аквариуме и является предметом медицинских экспериментов.
• В «Легендах Дюны» (2002–2004), трилогии-приквеле к роману «Дюна» , саймеки — это бестелесные мозги, носящие роботизированные тела.

Телевидение

Чудовищный мозг в банке на плакате к фильму «Мозг, который не умрет».

• ​​сериала «За пределами границ В эпизоде » « Мозг полковника Бархэма » подробно рассказывается история умирающего астронавта полковника Бархэма. Было решено отделить его мозг от тела и сохранить его живым с помощью нейронных имплантатов, подключающих его к визуальному и аудиовходу/выходу для миссии. Но без тела мозг становится чрезвычайно мощным и страдает манией величия.
• Изолированные мозги также появляются в «Диком, Диком Западе» . В эпизоде ​​​​«Ночь крови друида» один из старых наставников Джеймса Уэста убит, и Уэст обнаруживает, что это доктор Тристам удалил мозги из тел и заставил их работать на него. Наконец Уэсту удается сообщить изолированным мозгам, что, если они все будут работать вместе, они смогут уничтожить доктора Тристама и обрести мир.
• Изолированные мозги также появлялись в «Звездном пути» . В эпизоде ​​« Игры Трискелиона » Провайдеры — это бестелесные мозги, которые похищают людей, чтобы заставить их сражаться друг против друга. Позже, в эпизоде ​​« Мозг Спока », мистера Спока уроженец системы Сигма Драконис удаляет мозг , чтобы он мог служить Контролёром Эйморга. Благодаря вулканской физиологии тело Спока остается живым. Экипаж «Энтерпрайза » следует по ионному следу к Сигме Драконис VI, где, используя знания Эйморга, доктор Леонард Маккой восстанавливает мозг Спока в его теле.
• В «Доктор Кто» сериале 1970-х годов «Мозг Морбиуса » Солон, специалист по микрохирургическим методам, трансплантирует мозг Морбиуса в искусственную полупрозрачную оболочку мозгового цилиндра. Кроме того, в современном сериале «Доктор Кто» (с 2005 г. по настоящее время) повторяющиеся антагонисты, известные как Киберлюди, представлены как человеческий мозг (в одном случае целая человеческая голова), заключенный в механические экзоскелеты, соединенные искусственной нервной системой; якобы это делается как «обновление» сравнительно хрупкого человеческого тела до гораздо более прочной и долговечной оболочки. Другая группа современных врагов Доктора Кто , Токлафаны , оказалась человеческими головами, заключенными в летающие сферы с оружием, окончательными формами людей из далекого будущего, которые прибегли к отчаянным мерам, чтобы выжить в условиях надвигающейся тепловой смерти Вселенная . В эпизодах Доктора Кто « Конец света » и « Новая Земля » леди Кассандра представляет собой изолированный мозг, прикрепленный к холсту из кожи с лицом.
• Эпизод Чудо-женщины «Мозг Голта» представляет собой классический «мозг в чане».
• Наблюдатель из Таинственного научного театра 3000 несет свой мозг в чашке Петри .
• В научно-фантастическом телесериале LEXX есть голова робота, содержащая ткань человеческого мозга. Кроме того, всякий раз, когда нынешнее тело Божественной Тени умирает, его мозг удаляется и помещается в устройство, которое позволяет ему говорить, и хранится вместе с остальными Божественными предшественниками.
• В мультсериале «Футурама» 31 век сделал многочисленные технологические достижения. Способность сохранять головы живыми в банках была изобретена Роном Попейлом (у которого есть эпизодическая роль в фильме « Большой кусок мусора »), а также, очевидно, Диком Кларком из « Новогоднего рок-шоу Дика Кларка», все еще ведущего обратный отсчет в 2999 году. , привело к активности многих политических деятелей и знаменитостей; это стало для сценаристов поводом высмеять знаменитостей в сериале. В « Дне, когда Земля стала глупой » Фрай перехитрил Большой Мозг, изолированный мозг и лидер Отродья Мозгов. Ученики мозга пытались обезвредить каждую встреченную ими форму жизни, чтобы украсть все данные Вселенной и сохранить их в инфосфере.
• В мультсериале Evil Con Carne главный герой Гектор Кон Карн был уменьшен до мозга и желудка в двух банках. Они оба двигаются и разговаривают, даже без баночек. Мозг Гектора иногда управляет медведем Босковым, в то время как желудок Гектора переваривает части еды Боскова.
• В веб-сериале 2011 года «Люди Меркурия» изображен мозг в банке. («Батарея»), которая может общаться телепатически и через устройства, похожие на рации, и, как выяснилось, управляет «ртутными людьми» в рамках катастрофического плана по уничтожению Земли.

Фильм

• В научно-фантастической комедии « Человек с двумя мозгами » главный герой новатор , нейрохирург- , влюбляется в бестелесный мозг, который общался с ним телепатически .
• В фильме «Кровавая закусочная » два брата-каннибала возвращают к жизни (изолированный) мозг своего дяди, чтобы помочь им в их стремлении вернуть жизнь пятимиллионной богине Шитаар. Мозг их дяди приказывает им собрать необходимые части для воскрешения Шитаара - девственниц, различные части тела и ингредиенты для «кровавого буфета».
• В «Робокопе 2» мозг, глаза и большая часть нервной системы детройтского наркобарона Каина забираются чиновниками OCP для использования в своих планах по созданию модернизированного киборга «Робокоп 2» . Эти системы хранятся в чане вскоре после операции, где бестелесный Каин все еще может видеть, как останки его прежнего тела выбрасывают перед помещением в приспособленный роботизированный скелет.
• У сумасшедшего ученого из французского фильма «Город потерянных детей » компаньоном является «мозг в чане».
• В фильме «Крэнк: Высокое напряжение » голову Рикки Вероны оставляют живой в резервуаре, чтобы он мог наблюдать, как его брат убивает своего врага.
• В фильме «Восстание в Тихоокеанском регионе» мозг поддерживается искусственными средствами, чтобы новые пилоты Jaeger могли практиковаться в дрифте.

Комиксы

• В комиксе More Fun Comics № 62 (декабрь 1940 г.) Призрак сражался с человеческим мозгом в чане, который развил огромные способности, стал подвижным и отрастил руку.
• В «Приключениях Супермена Ежегодника № 1» (1987) жители Трюдо, Южная Дакота , были превращены в бестелесные мозги Несущим Слово .

Аниме и манга

• Многие люди в манге и аниме « Призрак в доспехах » обладают кибермозгом, который может поддерживать модифицированный человеческий мозг внутри кибернетического тела на неопределенный срок.
• Один из главных антагонистов аниме-сериала Psycho-Pass , Система Сивиллы, представляет собой секретную организацию бывших преступников, которым после присоединения к группе мозг хирургическим путем удалили из тел и поместили в стеклянные контейнеры в подземном комплексе, из где они следили за гражданами страны.

Видеоигры

• В серии игр Fallout изолированные мозги используются для управления роботами, называемыми «Робомозги». В загружаемом контенте Old World Blues для видеоигры Fallout: New Vegas группа ученых, получившая название «Мозговой центр», обладает более продвинутой версией технологии.
• Видеоигра Cortex Command вращается вокруг идеи отделения мозга от физического тела и использования его для управления подразделениями на поле боя.
• Mother Brain из игры Metroid .
• В Streets of Rage 3 мистер Икс теперь представляет собой мозг в банке, который сражается, управляя роботом по имени Робот Y, известным как Нео X в японской версии.
• В The Evil Within мозг Рувика, антагониста игры, удаляется и помещается в суспензию in vitro для работы STEM.

Другой

• — Мозговой корабль это вымышленная концепция межзвездного корабля. Мозговой мозг создается путем помещения бестелесного мозга и нервной системы или уродливого тела человека в систему жизнеобеспечения и хирургического подключения его к ряду компьютеров через тонкие синаптические связи ( интерфейс мозг-компьютер ). Мозг «чувствует» корабль (или любое другое подключенное периферийное устройство) как часть собственного тела. Например, «Корабль, который пел сборник рассказов писательницы-фантаста Энн Маккефри » (1969) посвящен мозгу Хельвы . « Мистер Космический корабль » (1959) — более ранний рассказ Филипа К. Дика о мозговом корабле.
• Монахи Б'омар из Вселенной «Звездных войн » хирургическим путем удалили свой мозг из тела и продолжили свое существование как мозг в банке. Они верят, что отрезание от цивилизации и всех материальных отвлечений ведет к просветлению. В «Возвращении джедая» одним из таких монахов является паукообразное существо, которое проходит мимо C-3PO, когда тот входит во дворец Джаббы .
• Крэнг из «Черепашек-ниндзя» .
• Advanced Dungeons & Dragons В дополнении к игре Monstrous Compendium MC15: Ravenloft Приложение II: Дети ночи (1993) фигурирует Рудольф фон Обрекер, живой мозг и персонаж-злодей. Идея была переиздана под названием «Мозг в банке» в третьем издании Libris Mortis (2004). и четвертое издание Open Grave (2009) книг D&D . Тайлер Линн из Cracked.com назвал мозг в банке одним из «15 идиотских монстров Dungeons and Dragons» в 2009 году, с юмором заявив: «...Это мозг в банке. Черт, просто брось его, кто узнает?» Старший мозг, управляющий силой расы иллитидов в игре, также представляет собой гигантские бестелесные мозги с мощными псионическими способностями, плавающие в резервуаре.

См. также

• Больцмановский мозг
• Синдром запертости
• Имитированная реальность

Дальнейшее чтение

• Флеминг, Чет (февраль 1988 г.). Если мы сможем сохранить отрубленную голову живой... Распад и патент США № 4,666,425 . Полиним Пресс . ISBN  978-0-942287-02-8 .
• Либрицци Л; Джанигро Д; Де Биаси С; де Кертис М. (октябрь 2001 г.). «Сохранение гематоэнцефалического барьера в препарате мозга морской свинки, выделенном in vitro». J Neurosci Res . 66 (2): 289–97. дои : 10.1002/jnr.1223 . ПМИД   11592126 . S2CID   30194806 .
• Маццетти С; Либрицци Л; Фриджерио С; де Кертис М; Вителларо-Зуккарелло Л. (февраль 2004 г.). «Молекулярная анатомия микрососудов головного мозга изолированного мозга морской свинки». Мозговой Рес . 999 (1): 81–90. дои : 10.1016/j.brainres.2003.11.032 . ПМИД   14746924 . S2CID   9746606 .
• Мюлеталер М; де Кертис М; Уолтон К; Ллинас Р. (июль 1993 г.). «Изолированный и перфузируемый мозг морской свинки in vitro». Eur J Neurosci . 5 (7): 915–26. дои : 10.1111/j.1460-9568.1993.tb00942.x . ПМИД   8281302 . S2CID   2097145 .
• Керкут Г.А. (1989). «Изучение изолированной центральной нервной системы; отчет за 35 лет: скорее любознательный, чем стяжательный». Комп Биохим Физиол А. 93 (1): 9–24. дои : 10.1016/0300-9629(89)90187-4 . ПМИД   2472918 .
• Ллинас Р; Яром Ю; Сугимори М. (июнь 1981 г.). «Изолированный мозг млекопитающих in vitro: новый метод анализа электрической активности функций нейронных цепей». Протокол ФРС . 40 (8): 2240–5. ПМИД   7238908 .
• Блер-Сент-Джайлс, бакалавр; Хиллман, Х. (август 1983 г.). «Умирание и смерть, с особым упором на смерть мозга. Библиография» . Реанимация . 10 (4): 235–251. дои : 10.1016/0300-9572(83)90026-6 . ISSN   0300-9572 . ПМИД   6316444 .