Изолированный мозг является мозг хранится в живых в пробирке , либо путем перфузии или путем замены крови , часто насыщенным кислородом раствором различных солей, или путем погружения в мозг кислородом искусственной цереброспинальной жидкости (CSF). [1] Это биологический аналог мозга в чане . Связанное с этим понятие, присоединение мозга или головы к системе кровообращения другого организма, называется трансплантацией головы . Однако изолированный мозг чаще прикрепляется к устройству искусственной перфузии, чем к биологическому телу.
Мозг многих различных организмов сохранялся in vitro в течение нескольких часов, а в некоторых случаях и дней. Центральная нервная система беспозвоночных животных часто легко поддерживается, 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. [2] Мозг млекопитающих , с другой стороны, имеет гораздо меньшую степень выживаемости 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 больше по сравнению с крысами и мышами, что значительно упрощает канюляцию (для снабжения спинномозговой жидкости).
История
- 1812 - Жюльен Жан Сезар Ле Галлуа (он же Легаллуа) выдвинул оригинальную идею реанимации отрубленных голов с помощью переливания крови. [3]
- 1818 г. - Мэри Шелли опубликовала « Франкенштейна»; или Современный Прометей .
- 1836 г. - Эстлей Купер на кроликах показал, что сдавление сонных и позвоночных артерий приводит к гибели животного; таких смертей можно предотвратить, если быстро восстановить циркуляцию насыщенной кислородом крови в головном мозге. [4]
- 1857 г. - Чарльз Браун-Секард обезглавил собаку, подождал десять минут, прикрепил четыре резиновые трубки к артериальным стволам головы и ввел шприцем кровь, содержащую кислород. Через две-три минуты произвольные движения глаз и мускулов морды возобновились. После прекращения переливания оксигенированной крови движения прекратились. [5]
- 1887 - Жан Батист Винсент Лаборд предпринял попытку оживить головы казненных преступников, соединив сонную артерию отрубленной головы человека с сонной артерией большой собаки. [6] По словам Лаборда, в отдельных экспериментах было достигнуто частичное восстановление функции мозга. [6]
- 1912 - Корнель Хейманс поддерживал 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. [7]
- 1928 год - Сергей Брюхоненко показал, что жизнь может поддерживаться в отрубленной голове собаки, подключив сонную артерию и яремную вену к аппарату искусственного кровообращения. [8] [9] [10]
- 1963 - Роберт Дж. Уайт изолировал мозг одной обезьяны и присоединил его к кровеносной системе другого животного. [11]
- 1993 - Родольфо Ллинас захватил весь мозг морской свинки в системе изобилия жидкости in vitro, которая просуществовала около 8 часов и указывает, что потенциалы поля были очень похожи на те, что описаны in vivo . [12]
В философии
В философии , то мозг в чане является любой из множества мысленных экспериментов , целью привлечь определенные черты наших представлений о знании , реальности , истины , разума и смысла . Современная версия аргумента, первоначально приведенного Декартом в « Размышлениях о первой философии» (т. Е. О том, что он не мог доверять своему восприятию на том основании, что злой демон , возможно, мог контролировать каждое его переживание), мозг в чане - это идея о том, что мозг можно обмануть на что угодно, если подать соответствующие стимулы.
По сути своей философская идея также стала основой многих научно-фантастических рассказов, многие из которых связаны с безумным ученым, который может вынуть мозг человека из тела, подвесить его в чане с жидкостью, поддерживающей жизнь, и соединить его нейроны проводами. к суперкомпьютеру, который будет обеспечивать его электрическими импульсами, идентичными тем, которые обычно получает мозг. Согласно таким научно-фантастическим историям, компьютер будет моделировать виртуальную реальность (включая соответствующие реакции на собственные данные мозга), и человек с «бестелесным» мозгом продолжит иметь совершенно нормальные сознательные переживания, не связанные с объектами или события в реальном мире.
Ни в одной исследовательской статье в научном журнале или другом надежном источнике никогда не сообщалось о такой процедуре у людей. Кроме того, способность посылать в мозг внешние электрические сигналы, которые мозг может интерпретировать, а также способность передавать мысли или восприятие любому внешнему объекту по проводам, за исключением очень простых команд, намного превышает нынешние (2021 г.) технология.
Вырос
В 2004 году Томас ДеМарс и Карл Докендорф сделали «адаптивное управление полетом с живыми нейронными сетями на решетках микроэлектродов». [13] [14]
Команды Технологического института Джорджии и Университета Рединга создали неврологические образования, интегрированные в тело робота. Мозг получает входные данные от датчиков на теле робота, и результирующий выходной сигнал мозга обеспечивает единственные двигательные сигналы робота. [15] [16]
В художественной литературе
Концепция мозга в банке (или мозга в чане) - обычная тема в научной фантастике.
Литература
- В романе Александра Беляева « Голова профессора Доуэлла» (1925) профессор Доуэлл находит способ сохранить головы мертвых людей живыми и даже дать им новые тела. После его смерти Дауэлл сам становится объектом такого эксперимента.
- Ми-гоу иностранцев в Ктулху от Лавкрафта , первое появление в сюжете « The Whisperer в темноте » (1931), может перевозить людей от Земли до Плутона (и далее) и обратно, удаляя мозг субъекта и поместить его в «мозговой цилиндр», который можно подключить к внешним устройствам, чтобы он мог видеть, слышать и говорить.
- В серии романов Эдмонда Гамильтона « Капитан будущее » (1940) персонаж, профессор Саймон Райт, представляет собой человеческий мозг, живущий в прозрачном футляре.
- В научно-фантастическом романе Курта Сиодмака 1942 года «Мозг Донована» (снятый трижды в разных версиях: 1944, 1953 и 1962) мозг безжалостного миллионера сохраняется в резервуаре, где он вырастает до чудовищных размеров. полномочия.
- Последний роман « Космической трилогии » К.С. Льюиса « Эта отвратительная сила» (1945) использует изолированный мозг Франсуа Алькасана, алжирского радиолога, гильотинированного за убийство, в качестве сюжета. В какой-то момент в романе выясняется, что искусственно перфузированная голова Алкасана используется, чтобы позволить злому разуму напрямую общаться с людьми.
- В рассказе Роальда Даля « Уильям и Мэри » (1960) после смерти Уильяма его мозг поддерживается искусственным сердцем. [17]
- В романе Мадлен Л'Энгл « Морщинка во времени» (1963) персонаж ОНО представляет собой бестелесный телепатический мозг, господствующий на планете Камазоц.
- В Ruinators , позже известный как Демиурги, является чрезвычайно cyborgized чуждо обществом людей как боги , в 1966-1977 научно-фантастической трилогию Снегов . Они используют изолированные мозги высокоинтеллектуальных видов галактик в качестве органических суперкомпьютеров, отвечающих за Метрические станции , главную и самую секретную военную оборонительную структуру Империи Разрушителей. Мозги извлекаются из младенцев заключенных и выращиваются искусственно в сферах, заполненных питательной жидкостью. Среди наиболее важных персонажей второго и третьего романов находится Мозг Третьей планеты , позже известный как Бродяга или Голос, который каким-то образом развил самосознание и позже восстал против Разрушителей. Из-за горячего стремления Бродяги к жизни воплощенных, Мозг был хирургическим путем помещен в тело дракона, чей мозг был уничтожен в недавней битве. Бродяга наслаждался жизнью разумного дракона в течение нескольких десятилетий после этого, пока тело не стало слишком старым, и на пороге смерти дракона мозг снова был удален, чтобы взять на себя управление звездолетом. [17]
- В 1971 году новое Серых вопросов по Уильям Хджортсбергу , главный герой и его знакомые все бестелесные мозги, сохранившиеся под землю после ядерной войны.
- В Легенды Дюны приквелом трилогии к новым Dune , cymeks являются бестелесными мозги , которые носят роботизированные тела.
- В романе Джерсилда «Живая душа» человеческий мозг живет в аквариуме и является предметом медицинских экспериментов.
Кино и телевидение
- Изолированные мозги также появились в « Звездном пути» . В эпизоде « Игроки Трискелиона » Провайдеры - это бестелесные мозги, которые похищают людей, чтобы заставить их сражаться друг с другом. Позже, в эпизоде « Brain Спка », г - н Спок мозг удаляет уроженцем системы Sigma Draconis для того , чтобы служить в качестве контроллера Eymorg. Из-за вулканской физиологии тело Спока остается живым. Экипаж « Энтерпрайза» следует по ионному следу к Сигме Драконис VI, где, используя знания Эйморга, доктор Леонард Маккой может восстановить мозг Спока своему телу.
- Изолированные мозги также появляются в «Диком, Диком Западе» . В эпизоде « Ночь крови друида » убит один из старых наставников Джеймса Уэста, 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 могут уничтожить доктора Тристама и обрести покой.
- В 1970-х годах в сериале « Доктор Кто» «Мозг Морбиуса» Солон, специалист по микрохирургическим методам, пересаживает мозг Морбиуса в искусственный полупрозрачный корпус мозгового цилиндра. Кроме того, в современной серии « Доктор Кто » (с 2005 г. по настоящее время) повторяющиеся антагонисты, известные как Киберлюди , представлены как человеческий мозг (в одном случае - вся человеческая голова), заключенный в механические экзоскелеты, соединенные искусственной нервной системой; якобы это делается как «модернизация» сравнительно хрупкого человеческого тела до гораздо более прочной и долговечной оболочки. Другая группа современных врагов Доктора Кто , Токлафаны , оказалась человеческими головами, заключенными в летающие, вооруженные сферы, последние формы людей из далекого будущего, которые обратились к отчаянным мерам, чтобы выжить в условиях надвигающейся тепловой смерти Вселенная .
- В « Докторе Кто» эпизодов « Конец света » и « Новая Земля » леди Кассандра представляет собой изолированный мозг, прикрепленный к полотну кожи с лицом.
- У безумного ученого из французского фильма «Город потерянных детей» есть «мозг в чане» в качестве компаньона.
- В « Робокопе 2» мозг, глаза и большая часть нервной системы детройтского наркобарона Каина собираются чиновниками OCP для использования в своих планах по созданию улучшенного киборга «Робокоп 2» . Эти системы хранятся в чане вскоре после операции, где Бестелесный Каин все еще может видеть, как останки своего бывшего тела выбрасываются, прежде чем его поместят в подогнанный скелет робота.
- Наблюдатель из Mystery Science Theatre 3000 несет свой мозг в чашке Петри .
- В мультсериале « Футурама » к 31 веку были сделаны многочисленные технологические достижения. Способность сохранять головы живыми в банках была изобретена Роном Попейлом (у которого есть эпизодическая роль в « Большом куске мусора »), а также, очевидно, Диком Кларком из новогодней славы Дика Кларка «Rockin 'Eve», которая все еще ведет обратный отсчет в 2999 году. , привело к активности многих политических деятелей и знаменитостей; это стало предлогом для сценаристов, чтобы высмеивать знаменитостей в шоу. В « Дне, когда Земля стала глупой» Большой Мозг, изолированный мозг и лидер Порождения Мозгов, перехитрил Фрай. Ученики мозга пытались заглушить каждую встреченную форму жизни, чтобы позволить им украсть все данные вселенной и сохранить их в инфосфере. [17]
- В мультсериале « Злой Кон Карне» главный герой Гектор Кон Карне превратился в мозг и желудок в двух сосудах. Оба они могут двигаться и разговаривать даже без кувшинов. Мозг Гектора иногда контролирует медведя Боскова, в то время как желудок Гектора переваривает части пищи Боскова.
- В научно-фантастическом телесериале LEXX есть голова робота, содержащая ткань человеческого мозга. Также, когда текущее тело Божественной Тени умирает, его мозг удаляется и помещается в устройство, позволяющее ему говорить, и хранится вместе с остальными Божественными Предшественниками.
- В фильме « Crank High Voltage » голова Рики Вероны сохраняется в танке, чтобы посмотреть, как его старший брат Эль Гурон убивает Чева Челиоса, главного героя « Кривошипа» . Позже танк был уничтожен выстрелом, и Чев Челиос бросил голову Рики в ближайший бассейн, убив его.
- В фильме « Закусочная Кровь» два брата-каннибала возвращают к жизни (изолированный) мозг своего дяди, чтобы помочь им в их стремлении восстановить жизнь пятимиллионной богини Шитаар. Мозг их дяди инструктирует их собрать необходимые части для воскрешения Шитаара - девственниц, различные части тела и ингредиенты для «кровавого буфета».
- В научно - фантастической комедии Мозги набекрень , с главным героем , новаторским нейрохирург , влюбляется в бесплотный мозга , который был в состоянии общаться с ним телепатически .
- В эпизоде « Внешние границы » «Мозг полковника Бархема » подробно рассказывается история умирающего астронавта полковника Бархема. Было решено отделить его мозг от тела и сохранить его в живых с помощью нейронных имплантатов, подключивших его к визуальному и аудиовходу / выходу для миссии. Но без тела мозг становится чрезвычайно мощным и страдает манией величия.
- Веб-сериал 2011 года The Mercury Men показывает мозг в банке [18] («Батарея»), который может общаться телепатически и через устройства, подобные рации, и, как выясняется, контролирует «людей-ртути» для осуществления катастрофического плана действий. уничтожить Землю. [19] [20]
- Wonder Woman эпизод «Brain Голтом в» отличает классический «мозг в чане».
- В фильме « Восстание Тихоокеанского рубежа » мозг искусственно поддерживается, чтобы новые пилоты-егеря могли попрактиковаться в дрифте.
Комиксы
- В More Fun Comics # 62 (декабрь 1940) Спектр сражался с человеческим мозгом в чане, который развил огромные способности, стал мобильным и вырастил руку.
- Приключения Супермена Annual # 1 (1987) заставили жителей Трюдо, Южная Дакота , превратиться в бестелесные мозги Несущим Слово .
Аниме и манга
- Многие люди в манге и аниме-франшизе « Призрак в доспехах » обладают кибер-мозгом, который может бесконечно поддерживать модифицированный человеческий мозг в кибернетическом теле.
- Один из главных антагонистов аниме-сериала Psycho-Pass , Система Сивиллы, является секретной организацией бывших преступников, у которых после присоединения к группе хирургическим путем удалили мозг из их тел и поместили в стеклянные контейнеры в подземном комплексе, из где они могли наблюдать за гражданами страны.
Видеоигры
- В серии игр Fallout изолированные мозги используются для управления роботами под названием «Робомозги». [17] В загружаемом контенте Old World Blues для видеоигры Fallout: New Vegas группа ученых, получившая название «Think Tank», имеет более продвинутую версию технологии.
- В основе видеоигры Cortex Command лежит идея отделения мозга от физического тела и использования его для управления юнитами на поле боя.
- Мать-мозг из игры Metroid . [17]
- В Streets of Rage 3 мистер X теперь представляет собой мозг в банке, который сражается, управляя роботом по имени Robot Y, известным как Neo X в японской версии.
- В The Evil Within мозг Рувика, антагониста игры, удаляется и помещается в суспензию in vitro для работы STEM.
Другой
- Brainship это вымышленное понятие межзвездного космического корабля. Мозг создается путем помещения развоплощенного мозга и нервной системы или деформированного тела человека в систему жизнеобеспечения и хирургического подключения его к серии компьютеров через тонкие синаптические связи ( интерфейс мозг-компьютер ). Мозг «чувствует» корабль (или любые другие подключенные периферийные устройства) как часть своего тела. Пример, Корабль, который пел (1969) сборник рассказов фантаста автора Энн Маккефри рассказывает о brainship Helva . « Мистер Космический Корабль » (1959) - это более ранний рассказ Филиппа К. Дика о мозговом корабле.
- Монахи Б'омарр из вселенной « Звездных войн» хирургическим путем извлекали мозг из своего тела и продолжали свое существование как мозг в банке. Они верят, что отрезание от цивилизации и всех материальных отвлечений ведет к просветлению. Этих монахов легко идентифицировать в « Возвращении джедая» как паучье существо, которое проходит мимо C-3PO, когда тот входит во дворец Джаббы . [21]
- Крэнг из Teenage Mutant Ninja Turtles . [17]
- В дополнении к игре Advanced Dungeons & Dragons Monstrous Compendium MC15: Ravenloft Appendix II: Children of the Night (1993) представлен Рудольф фон Обрекер, живой мозг и персонаж-злодей.
Смотрите также
- Смоделированная реальность
- Синдром запертости
Рекомендации
- ^ Halbach O (март 1999). «Изолированный мозг млекопитающих: препарат in vivo, подходящий для отслеживания пути». Eur J Neurosci . 11 (3): 1096–100. DOI : 10,1046 / j.1460-9568.1999.00543.x . PMID 10103102 . S2CID 84209376 .
- ^ Luksch H, Walkowiak W, Muñoz A, ten Donkelaar HJ (декабрь 1996 г.). «Использование in vitro препаратов изолированной центральной нервной системы земноводных в нейроанатомии и электрофизиологии». J Neurosci Methods . 70 (1): 91–102. DOI : 10.1016 / S0165-0270 (96) 00107-0 . PMID 8982986 . S2CID 14604807 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Google Scholar :( "Le Gallois" OR Legallois) 1812 г.
- ^ Холмс Р.Л., Вольстенкрофт Дж. Х. (1959). «Дополнительные источники кровоснабжения мозга кошки» . J Physiol . 148 : 93–107. DOI : 10.1113 / jphysiol.1959.sp006275 . PMC 1363110 . PMID 14402794 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ Браун-Секард C (1858 г.). "Экспериментальные исследования по физиологическим свойствам и использованию румян и черных песен, а также основных принципов газообразования, оксигена и углекислого газа" . Journal de la Physiologie l'Homme et des Animaux . 1 : 95–122. 353–367, 729–735.
- ^ а б Сэм Бойкин. «Итак, ты мертв. Что теперь? Что может случиться с твоим телом после того, как ты уйдешь» . Творческий бездельник Атланта . Проверено 2 апреля 2012 года .
- ^ Биография Гейманса
- ^ "Сергей Сергеевич Брихоненко" . Архивировано из оригинала на 2007-01-21 . Проверено 14 декабря 2010 .
- ^ «Музей сердечно-сосудистой хирургии» . Архивировано из оригинала на 2006-02-08 . Проверено 6 марта 2006 .
- ^ «Карта сайта» . Архивировано из оригинала на 2007-01-29 . Проверено 25 августа 2011 .
- ^ Пейс, Эрик (25 ноября 1998 г.). "Демихов Владимир Павлович, 82 года, пионер трансплантологии, умер" . Нью-Йорк Таймс .
- ^ Mühlethaler, M .; de Curtis, M .; Walton, K .; Ллинас, Р. (1993-07-01). "Изолированный и перфузированный мозг морской свинки in vitro". Европейский журнал нейробиологии . 5 (7): 915–926. DOI : 10.1111 / j.1460-9568.1993.tb00942.x . ISSN 1460-9568 . PMID 8281302 . S2CID 2097145 .
- ^ «Томас ДеМарс, Карл Докендорф, Адаптивное управление полетом с живыми нейронными сетями на массивах микроэлектродов » (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 04 марта 2016 года . Проверено 8 ноября 2009 .
- ^ Мозг в блюде действует как автопилот, живой компьютер , Science Daily. 22 октября 2004 г.
- ^ Д. Ксидас, Д. Норкотт, К. Уорвик, Б. Уолли, С. Насуто, В. Бесерра, М. Хаммонд, Дж. Даунс и С. Маршалл (март 2008 г.). «Архитектура для управления нейронными клетками мобильного робота». Европейский симпозиум Robotics 2008 . Европейский симпозиум по робототехнике 2008 г. 44 . Прага: Springer. С. 23–31. DOI : 10.1007 / 978-3-540-78317-6_3 . ISBN 978-3-540-78315-2.CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ «Восстание роботов с крысиным мозгом» , New Scientist . 13 августа 2008 г.
- ^ а б в г д е «5 лучших вымышленных персонажей, которые буквально мозги» . 2015-06-12 . Проверено 26 июля +2016 .
- ^ Веприн, Алекс (21 января 2011 г.). «Syfy выбирает оригинальный веб-сериал« Люди Меркурия » » . Проверено 16 июля 2015 года .
- ^ «Люди Меркурия здесь» . needcoffee.com . 2011-09-12 . Проверено 16 июля 2015 года .
- ^ Холл, Рэнди (2012-02-03). «Люди Меркурия» . fanfilmfollies.com . Проверено 16 июля 2015 года .
- ^ «7 САМЫХ УЖАСНЫХ, САМЫХ УЖУТНЫХ ДЕНИЗЕНОВ ДВОРЕЦ ДЖАББЫ» . 2015-07-23 . Проверено 26 июля +2016 .
дальнейшее чтение
- Флеминг, Чет (февраль 1988 г.). Если мы сможем сохранить жизнь отрубленной голове ... Регистрация и патент США 4,666,425 . Полиным Пресс . ISBN 978-0-942287-02-8.
- Librizzi L, Janigro D, De Biasi S, de Curtis M (октябрь 2001 г.). «Сохранение гематоэнцефалического барьера в препарате мозга морской свинки, изолированном in vitro». J Neurosci Res . 66 (2): 289–97. DOI : 10.1002 / jnr.1223 . PMID 11592126 . S2CID 30194806 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Mazzetti S, Librizzi L, Frigerio S, de Curtis M, Vitellaro-Zuccarello L (февраль 2004 г.). «Молекулярная анатомия микрососудов головного мозга изолированного мозга морской свинки». Brain Res . 999 (1): 81–90. DOI : 10.1016 / j.brainres.2003.11.032 . PMID 14746924 . S2CID 9746606 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Mühlethaler M, de Curtis M, Walton K, Llinás R (июль 1993 г.). «Изолированный и перфузируемый мозг морской свинки in vitro». Eur J Neurosci . 5 (7): 915–26. DOI : 10.1111 / j.1460-9568.1993.tb00942.x . PMID 8281302 . S2CID 2097145 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Керкут Г.А. (1989). «Изучение изолированной центральной нервной системы; отчет за 35 лет: любознательность больше, чем стяжательство». Комп Biochem Physiol . 93 (1): 9–24. DOI : 10.1016 / 0300-9629 (89) 90187-4 . PMID 2472918 .
- Ллинас Р., Яром Й., Сугимори М. (июнь 1981 г.). «Изолированный мозг млекопитающих in vitro: новый метод анализа электрической активности нейронных цепей». Fed Proc . 40 (8): 2240–5. PMID 7238908 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )