Изолированный мозг - Isolated brain

Смотрите также: Органная ванна и Техника изолированной перфузии органов
В человеческий мозг с этими доли выделено.

An изолированный мозг это мозг сохранился в живых in vitro, либо перфузия или кровезаменитель, часто насыщенный кислородом раствор различных солей, или путем погружения мозга в насыщенный кислородом искусственный спинномозговая жидкость (CSF).[1] Это биологический аналог мозг в чане. Связанная концепция, прикрепление мозга или головы к сердечно-сосудистая система другого организма, называется пересадка 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 беспозвоночный за животными часто легко ухаживать, так как 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] Мозги млекопитающих с другой стороны, имеют 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 – Мэри Шелли опубликовано Франкенштейн; или, Современный Прометей.
  • 1836 – Эстли Купер показали на кроликах, 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 – 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 сделал то, что кажется первой записанной попыткой оживить головы казненных преступников, соединив сонную артерию отрубленной головы человека с сонной артерией большой собаки.[6] Согласно сообщению Лаборда, в отдельных экспериментах было достигнуто частичное восстановление функции мозга.[6]
  • 1912 – Корнель Хейманс поддерживал жизнь в изолированной голове собаки, соединив сонная артерия и яремная вена от отрезанной головы до сонной артерии и яремной вены другой собаки. Частичное функционирование отрубленной головы сохранялось в течение нескольких часов.[7]
  • 1928 – Сергей Брюхоненко показал Жизнь могла 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 жидкой системе изобилия in vitro который просуществовал около 8 часов и указывает на то, что потенциалы поля были очень похожи на описанные in vivo.[12]

В философии

В философия, то мозг в чане любой из множества мысленные эксперименты призваны выявить некоторые особенности наших представлений о знания, реальность, правда, разум, и смысл. Современная версия аргумента, первоначально данного Декарт в Размышления о первой философии (то есть, что он не мог доверять своему восприятию на том основании, что злой демон возможно, контролировал каждый его опыт), мозг в чане Идея заключается в том, что мозг можно обмануть на что угодно, если ему подать соответствующие стимулы.

По своей сути философская идея также стала основным продуктом многих научная фантастика рассказы, многие из которых связаны с сумасшедший ученый кто может удалить человека мозг от тела, подвесьте его в чане с жидкостью, поддерживающей жизнь, и соедините его нейроны по проводам к суперкомпьютеру, который будет передавать ему электрические импульсы, идентичные тем, которые обычно получает мозг. Согласно таким научно-фантастическим рассказам, компьютер будет моделировать виртуальная реальность (включая соответствующие реакции на собственные данные мозга), и человек с «развоплощенным» мозгом продолжал бы иметь совершенно нормальные сознательные переживания, не связанные с объектами или событиями 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, далеко выходит за рамки нынешних (2020) технологии.

Вырос

В 2004 году Томас ДеМарс и Карл Докендорф сделали «адаптивное управление полетом с живыми нейронными сетями на массивах 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

Представление о мозге в банке (или мозг в чане ) - обычная тема в научной фантастике:

Литература

  • В Александр Беляев роман Глава профессора Доуэля (1925), профессор Доуэлл открывает способ сохранить головы мертвых людей живыми и даже дать им новые тела. После смерти Дауэлл сам становится объектом такого эксперимента.
  • В Ми-го инопланетяне в Ктулху Мифы из Х. П. Лавкрафт, впервые появившиеся в рассказе "Шепчущий во тьме "(1931 г.), может транспортировать людей с Земли на Плутон (и далее) и обратно, удалив мозг субъекта и поместив его в «мозговой цилиндр», который можно подключить к внешним устройствам, чтобы он мог видеть, слышать и говорить.
  • В Эдмонд Гамильтон с Капитан Будущее серия романов (1940), персонаж проф. Саймона Райт - это человеческий мозг, живущий в прозрачном корпусе.
  • В Мозг Донована (см. термин), научно-фантастический роман 1942 г. Курт Сиодмак (снятый трижды в разных версиях: 1944, 1953 и 1962), мозг безжалостного миллионера живет в резервуаре, где он вырастает до чудовищных размеров и мощи.
  • Последний роман в К.С. Льюис "s"Космическая трилогия ", Эта отвратительная сила (1945), в качестве сюжета использует изолированный мозг Франсуа Алькасана, алжирского радиолога, приговоренного к гильотине за убийство. В какой-то момент в романе выясняется, что искусственно перфузированная голова Алкасана используется, чтобы позволить злому разуму напрямую общаться с людьми.
  • В Роальд Даль рассказ "Уильям и Мэри "(1960), после смерти Уильяма его мозг поддерживается искусственным сердцем.[17]
  • В Мадлен Л'Энгль роман Морщинка во времени (1963), персонаж ЭТО это бестелесный телепатический мозг, который доминирует на планете Камазоц.
  • В Руинаторы, позже известные как Демиурги, представляют собой чрезвычайно киборгизированное инопланетное общество в Люди как боги, научно-фантастическая трилогия 1966–1977 гг. Сергей Снегов. Они используют изолированные мозги высокоинтеллектуальных видов. Галактики как органические суперкомпьютеры, отвечающие за Станции метрик, основная и самая секретная военная оборонительная структура Империи Разрушителей. Мозги извлекаются из младенцев заключенных и выращиваются искусственно в сферах, заполненных питательной жидкостью. Среди важнейших персонажей второго и третьего романов стоит выделить 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, а на пороге смерти дракона мозг снова был удален, чтобы взять на себя управление звездолетом.[17]
  • В романе 1971 года Серые вопросы к Уильям Хьортсберг, главный герой и его знакомые - это бестелесные мозги, сохранившиеся под землей после ядерной войны.
  • в Легенды Дюны приквел трилогии к роману Дюна, Cymeks бестелесный мозг, носящий тела роботов.
  • В П. К. Джерсилд Роман Живая душа человеческий мозг живет в аквариуме и является предметом медицинских экспериментов

Кино и телевидение

Чудовищный мозг в банке, в плакате для Мозг, который не умрет
  • Изолированный мозг также появился в Звездный путь. В серии "Игроки Трискелиона «Провайдеры - это бестелесные мозги, которые похищают людей, чтобы заставить их сражаться друг с другом. Позже, в эпизоде»Мозг Спока ", Мистера Спока Мозг удален уроженцем системы Сигма Дракон, чтобы служить Контролером Эйморга. Из-за вулканской физиологии тело Спока остается живым. Экипаж Предприятие следуйте по ионному следу к Сигме Драконис VI, где, используя знания Эйморга, доктор Леонард Маккой способен восстановить мозг Спока своему телу.
  • Изолированный мозг также появляется в Дикий дикий запад. В серии "Ночь крови друида ", один из Джеймса Веста старых наставников убивают, и Уэст обнаруживает, что это доктор Тристам удалил мозги из тел и заставляет 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-е годы Доктор Кто серийный Мозг Морбиуса Солон, специалист по микрохирургическим методам, пересаживает мозг Морбиуса в искусственный полупрозрачный корпус цилиндра мозга. Кроме того, в современном Доктор Кто серии (2005 – настоящее время), повторяющиеся антагонисты, известные как Киберлюдей представлены как человеческий мозг (в один экземпляр, целая человеческая голова) в механических экзоскелетах, связанных искусственной нервной системой; это якобы делается как «модернизация» сравнительно хрупкого человеческого тела до гораздо более прочной и долговечной оболочки. Еще одна группа современных Доктор Кто враги, Токлафане, было обнаружено, что это человеческие головы, заключенные в летающие, вооруженные сферы, последние формы людей из далекого будущего, которые обратились к отчаянным мерам, чтобы выжить в условиях надвигающегося тепловая смерть вселенной.
  • в Доктор Кто эпизоды "Конец мира " и "Новая Земля ", Леди Кассандра изолированный мозг, прикрепленный к полотну кожи с лицом.
  • Безумный ученый из французского фильма Город потерянных детей имеет в качестве компаньона «мозг в чане».
  • В Робокоп 2, мозг, глаза и большая часть нервной системы детройтского наркобарона Каина собираются чиновниками OCP для использования в своих планах по созданию обновленного «Робокопа 2». киборг. Эти системы хранятся в чане вскоре после операции, где развоплощенный Каин все еще может видеть, как остатки своего бывшего тела выбрасываются перед тем, как его поместят в приспособленный скелет робота.
  • Наблюдатель из Театр Тайной науки 3000 несет свой мозг в чашка Петри.
  • В мультсериале Футурама, к 31 веку были сделаны многочисленные технологические достижения. Способность сохранять головы живыми в банках была изобретена Рон Попейл (у кого есть гость в эпизоде ​​"Большой кусок мусора "), а также очевидно Дик Кларк из Рок-канун Нового года Дика Кларка слава все еще идет отсчет времени в 2999 году, что привело к активности многих политических деятелей и знаменитостей; это стало предлогом для сценаристов, чтобы высмеивать знаменитостей в шоу. В "День, когда Земля осталась 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 скопить их в инфосфере.[17]
  • В мультсериале Злой Кон Карне, главный герой Гектор Кон Карне был уменьшен до мозга и желудка в двух банках. 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 научная фантастика телесериал LEXX включает в себя голову робота, содержащую 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 кино Кривошип высокого напряжения, Голова Рики Вероны сохраняется в танке, чтобы посмотреть, как его старший брат Эль Гурон убивает Чева Челиоса, главного героя ""Кривошип,. Позже танк был уничтожен выстрелом, и Чев Челиос бросил голову Рики в ближайший бассейн, убив его.
  • В кино Кровавая закусочная, два брата-каннибала возвращают к жизни (изолированный) мозг своего дяди, чтобы помочь им в их поисках восстановления жизни пятимиллионной богини Шитаар. Мозг их дяди инструктирует их собрать необходимые части для воскрешения Шитаар - девственниц, различные части тела и ингредиенты для «кровавого буфета».
  • в научная фантастика комедийный фильм Человек с двумя мозгами, то главный герой, новаторский нейрохирург, влюбляется в бестелесный мозг, который мог общаться с ним телепатически.
  • Внешние границы эпизод "Мозг полковника Бархема "подробно рассказывает историю умирающего космонавт, Полковник Бархам. Было решено отделить его мозг от тела и сохранить его в живых с помощью нейронных имплантатов, подключивших его к визуальному и звуковому вводу / выводу для миссии. Но без тела мозг становится чрезвычайно мощным и страдает манией величия.
  • Веб-сериал 2011 года Мужчины Меркурия показывает мозг в банке[18] («Батарея»), которая может общаться телепатически и через устройства, подобные рации, и, как выяснилось, контролирует «ртуть-человечков» для осуществления катастрофического плана по уничтожению Земли.[19][20]
  • В Удивительная женщина В эпизоде ​​«Мозг Голта» есть классический «мозг в чане».
  • Фильм Тихоокеанское восстание есть мозг, поддерживаемый искусственными средствами, чтобы новые пилоты Jaeger могли попрактиковаться в дрифте.

Комиксы

Аниме и манга

  • Многие люди в Призрак в доспехах Манга и аниме-франшиза обладают кибер-мозгом, который может поддерживать модифицированный человеческий мозг в кибернетическом теле на неопределенный срок.
  • Один из главных антагонистов аниме-сериала Психопасс Система Сивиллы - это секретная организация бывших преступников, у которых после присоединения к группе хирургическим путем удалили мозг из их тел и поместили в стеклянные контейнеры в подземном комплексе, откуда они могли наблюдать за гражданами страны.

Видеоигры

  • в Выпадать В серии игр изолированные мозги используются для управления роботами под названием «Робомозги».[17] в Блюз Старого Света загружаемый контент для видеоигры Fallout: New Vegas группа ученых, получившая название «Think Tank», имеет более продвинутую версию этой технологии.
  • Видеоигра Команда Cortex вращается вокруг идеи отделения мозга от физического тела и использования его для управления юнитами на поле боя.
  • Материнский мозг из игры Metroid.[17]
  • В Улицы Ярости 3, Мистер X теперь является мозгом в банке, который сражается, управляя роботом по имени Робот Y, известным как Neo X в японской версии.
  • В Зло внутри мозг Рувика, антагониста игры, удаляется и помещается в суспензию in vitro для работы с STEM.

Другой

  • А ум это вымышленный концепт межзвездного 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 автора-фантаста Энн МакКэффри о мозге Хельва. "Мистер космический корабль «(1959) - это более ранний рассказ Филиппа К. Дика о мозговых способностях.
  • Монахи Б'омарр из Звездные войны Вселенная хирургическим путем извлечет их мозг из своего тела и продолжит свое существование как мозг в банке. Они верят, что отрезание от цивилизации и всех материальных отвлечений ведет к просветлению. Этих монахов легко идентифицировать в Возвращение джедая как паучье существо, которое проходит мимо C-3PO как он входит Дворец Джаббы.[21]
  • Кранг из Черепашки-ниндзя.[17]
  • В Продвинутые подземелья и драконы дополнение к игре Чудовищный компендиум MC15: Ravenloft Приложение II: Дети ночи (1993) показывает Рудольфа фон Обрекера, живого мозга и злодея.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хальбах О. (март 1999 г.). «Изолированный мозг млекопитающих: препарат in vivo, подходящий для отслеживания пути». Eur J Neurosci. 11 (3): 1096–100. PMID  10103102.
  2. ^ Luksch H, Walkowiak W, Muñoz A, ten Donkelaar HJ (декабрь 1996 г.). «Использование in vitro препаратов изолированной центральной нервной системы амфибий в нейроанатомии и электрофизиологии». J Neurosci методы. 70 (1): 91–102. Дои:10.1016 / S0165-0270 (96) 00107-0. PMID  8982986.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  3. ^ Google Scholar :( "Le Gallois" OR Legallois) 1812 г.
  4. ^ Холмс Р. Л., Вольстенкрофт Дж. Х. (1959). «Дополнительные источники кровоснабжения мозга кошки». J Physiol. 148: 93–107. Дои:10.1113 / jphysiol.1959.sp006275. ЧВК  1363110. PMID  14402794.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  5. ^ Браун-Секард С (1858 г.). "Экспериментальные исследования по физиологическим свойствам и использованию румян и черных песен, а также основных принципов éléments gazeux, l'oxygène et l'acide carbonique". Journal de la Physiologie l'Homme et des Animaux. 1: 95–122. 353–367, 729–735.
  6. ^ а б Сэм Бойкин. «Так ты мертв. Что теперь? Что может случиться с твоим телом после того, как ты уйдешь». Creative Loafing Атланта. Получено 2 апреля, 2012.
  7. ^ Биография Хейманса
  8. ^ "Сергей Сергеевич Брихоненко". Архивировано из оригинал на 2007-01-21. Получено 2010-12-14.
  9. ^ «Музей сердечно-сосудистой хирургии». Архивировано из оригинал на 2006-02-08. Получено 2006-03-06.
  10. ^ "Карта сайта". Архивировано из оригинал на 2007-01-29. Получено 2011-08-25.
  11. ^ Пейс, Эрик (25 ноября 1998 г.). «Умер Владимир Петрович Демихов, 82 года, пионер трансплантологии». Нью-Йорк Таймс.
  12. ^ Mühlethaler, M .; de Curtis, M .; Уолтон, К .; Ллинас, Р. (1993-07-01). "Изолированный и перфузированный мозг морской свинки in vitro". Европейский журнал нейробиологии. 5 (7): 915–926. Дои:10.1111 / j.1460-9568.1993.tb00942.x. ISSN  1460-9568. PMID  8281302.
  13. ^ "Томас ДеМарс, Карл Докендорф, Адаптивное управление полетом с живыми нейронными сетями на решетках микроэлектродов" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-03-04. Получено 2009-11-08.
  14. ^ Мозг в блюде действует как автопилот, живой компьютер, Science Daily. 22 октября 2004 г.
  15. ^ 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 по робототехнике 2008 г.. Европейский симпозиум по робототехнике 2008 г. 44. Прага: Springer. С. 23–31. Дои:10.1007/978-3-540-78317-6_3. ISBN  978-3-540-78315-2.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  16. ^ «Восстание роботов с крысиными мозгами», Новый ученый. 13 августа 2008 г.
  17. ^ а б c d е ж «5 лучших вымышленных персонажей, которые буквально мозги». 2015-06-12. Получено 26 июля 2016.
  18. ^ Веприн, Алекс (21 января 2011 г.). "Syfy выбирает оригинальный веб-сериал" The Mercury Men "'". Получено 16 июля 2015.
  19. ^ "Люди Меркурия здесь". needcoffee.com. 2011-09-12. Получено 16 июля 2015.
  20. ^ Холл, Рэнди (2012-02-03). "Люди Меркурия". fanfilmfollies.com. Получено 16 июля 2015.
  21. ^ «7 САМЫХ УЖАСНЫХ, САМЫХ УЖАСНЫХ ДЕНИЗЕНОВ ДВОРЕЦ ДЖАББЫ». 2015-07-23. Получено 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.
  • Либриззи Л., Янигро Д., Де Биази С., де Кертис М. (октябрь 2001 г.). «Сохранение гематоэнцефалического барьера в препарате мозга морской свинки, изолированном in vitro». J Neurosci Res. 66 (2): 289–97. Дои:10.1002 / jnr.1223. PMID  11592126.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  • 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. Дои:10.1016 / j.brainres.2003.11.032. PMID  14746924.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  • 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. Дои:10.1111 / j.1460-9568.1993.tb00942.x. PMID  8281302.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  • Керкут Г.А. (1989). «Изучение изолированной центральной нервной системы; отчет за 35 лет: любознательность больше, чем стяжательство». Comp Biochem Physiol A. 93 (1): 9–24. Дои: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 на сайт)