孤立した脳

単離脳とは、灌流または血液代替物（多くの場合、さまざまな塩の酸素化溶液）、または酸素化された人工脳脊髄液（CSF）に脳を沈めることによって、体外で生かされている脳である。 ^{[1]これは、}容器内の脳の生物​​学的対応物である。関連する概念として、脳または頭部を別の生物の循環系に接続することを、脳移植または頭部移植と呼ぶ。ただし、単離脳は、生物学的身体ではなく、人工灌流装置に接続されることがより一般的である。

さまざまな生物の脳は、体外で数時間、場合によっては数日間生存しています。無脊椎動物の中枢神経系は、酸素の必要量が少なく、脳脊髄液から酸素をより多く得るため、維持が容易な場合が多く、このため、灌流なしでも脳の維持が容易です。^[2]一方、 哺乳類の脳は灌流なしでは生存率がはるかに低く、通常は人工灌流血液が使用されます。

方法論上の理由から、単離された哺乳類の脳に関する研究のほとんどはモルモットで行われてきました。これらの動物はラットやマウスに比べて脳底動脈（脳の主要動脈）がかなり大きく、カニューレ挿入（脳脊髄液の供給）がはるかに容易です。

• 1812年 -セザール・ジュリアン・ジャン・レジャロワ（別名レジャロワ）が、輸血を利用して切断された頭部を蘇生させるという独創的なアイデアを提唱した。^[3]
• 1818年 -メアリー・シェリーが『フランケンシュタイン、あるいは現代のプロメテウス』を出版。
• 1836年 -アストリー・クーパーはウサギを用いて、頸動脈と椎骨動脈の圧迫が動物の死につながることを実証した。このような死は、脳への酸素化された血液の循環が急速に回復すれば防ぐことができる。^[4]
• 1857年 -チャールズ・ブラウン・セカールは犬の首を切り落とし、10分待ってから頭の動脈幹に4本のゴム管を取り付け、注射器で酸素を含んだ血液を注入した。2、3分後、目と鼻の筋肉の自発的な動きが再開した。酸素を含んだ血液の輸血を中止すると、動きは止まった。^[5]
• 1884年 - ジャン・バティスト・ヴァンサン・ラボルドは、死刑執行された犯罪者の頭部を、切断された人間の頸動脈と大型犬の頸動脈を繋ぐことで蘇生させるという、記録に残る最初の試みを行ったと思われる。ラボルドの報告によると、個別の実験では脳機能の部分的な回復が達成された。^[6]
• 1912年 -コルネイユ・ヘイマンスは、切断された犬の頭部の頸動脈と頸静脈を別の犬の頸動脈と頸静脈に接続することで、孤立した犬の頭部の生命を維持した。切断された頭部の部分的な機能は数時間維持された。^[7]
• 1928年 -セルゲイ・ブリュコネンコは、 頸動脈と頸静脈を人工循環器に接続することで、切断された犬の頭部に生命を維持できることを示した。 ^{[8] [9] [10]}
• 1963年 -ロバート・J・ホワイトは1匹のサルの脳を分離し、別の動物の循環器系に接続した。^[11]
• 1993年 -ロドルフォ・リナスは、体外の流体注入システムでモルモットの脳全体を捕獲し、約8時間生存させ、電場電位が体内で説明されたものと非常に類似していることを示しました。^[12]

• 2023年 - 豚の脳機能の維持に焦点を当てた研究で、テキサス大学サウスウェスタン医療センターの研究者グループが、生体内での脳の隔離に関する実験に成功し、研究者らは体外脈動循環制御（EPCC）システムを開発した。このシステムにより、体の全身循環とは異なる脳血行動態の独立した調節が可能になった。豚の頭部への血流を外科的に変更し、コンピューターアルゴリズムを採用することで、実験は自然な血圧、血流、脈動を再現することを目指した。結果は、EPCC下では、脳の活動、脳の酸素化、圧力、温度、微視的構造が、通常の循環状態と比較してほとんど変化しないか、最小限にしか乱されていないことを示しました。この結果は、神経活動とその循環操作を生物の他の部分から隔離して研究する可能性を強調しています。^[13]

哲学において、水槽の中の脳とは、知識、現実、真実、心、意味についての私たちの考えの特定の特徴を引き出すことを目的としたさまざまな思考実験のいずれかです。水槽の中の脳とは、デカルトが『第一哲学の省察』で最初に提示した議論（つまり、悪魔がおそらく自分のあらゆる経験をコントロールしているという理由で自分の知覚を信頼できないという議論）の現代版であり、適切な刺激を与えれば脳を何にでも騙すことができるという考えです。

この本質的に哲学的な考えは、多くのSFストーリーの定番にもなっています。そのようなストーリーの多くには、狂気の科学者が登場し、人間の脳を体から取り出し、生命維持液の入った容器に吊るし、そのニューロンをスーパーコンピューターにワイヤーで接続して、脳が通常受け取るのと同じ電気インパルスを脳に供給するといった話があります。そのような SF ストーリーによると、コンピューターは仮想現実をシミュレートし(脳自身の出力に対する適切な応答を含む)、その「体から切り離された」脳を持つ人は、現実世界の物体や出来事と関係のない、完全に正常な意識体験を継続することになります。

学術雑誌の研究論文やその他の信頼できる情報源では、人間に対するこのような処置はこれまで報告されていません。また、脳が解釈できるような外部電気信号を脳に送信する能力、および思考や認識を外部の実体に有線で伝達する能力は、現在の技術をはるかに超えています。

2004年にトーマス・デマルスとカール・ドッケンドルフは「微小電極アレイ上の生体神経ネットワークによる適応飛行制御」を開発した。^{[14] [15]}

ジョージア工科大学とリーディング大学のチームは、ロボットのボディと統合された神経系を開発した。脳はロボットのボディのセンサーから入力を受け取り、その結果得られる脳からの出力がロボットの唯一の運動信号となる。^{[16] [17]}

瓶の中の脳（または容器の中の脳）という概念は、SF ではよく使われるテーマです。

• ルイ・ウルバックの物語『ボニファシオ王子』（1860年）には、肉体から切り離された脳に関する場面が登場する。^{[18] [19]}
• ディック・ドノヴァンの物語「首を使った実験」（1889年）では、ギロチンで処刑された男の頭が電気で蘇生する。 ^[20]
• カール・グルネルトの物語『ヴィヴァチウス・スタイル氏』（1908年）では、ジャーナリストの切断された頭部が実験室で蘇生される。^[21]
• レイモン・ルーセルの小説『唯一の場所』 （1914年）では、ジョルジュ・ダントンの頭部組織が、彼が処刑される前に発した演説を再現している。^[22]
• EFベンソンの物語「そして死者は語った…」（1922年）では、家政婦の脳が蓄音機に接続されている。^[23]
• ノーマン・エルウッド・ハマーストロムとリチャード・F・シーライトによる短編小説「瓶の中の脳」（1924年）では、孤立した脳が超能力を得る。^[24]
• アレクサンドル・ベリャーエフの小説『ドウェル教授の首』 （1925年）では、ドウェル教授が死者の頭を生かし、さらには新しい体を与える方法を発見する。死後、ドウェル教授自身もそのような実験の被験者となる。^[25]
• ガイ・デントの小説『イフの皇帝』（1926年）では、孤立した脳（かつては八百屋の脳だった）が別の現実を創造する力を持っている。^[26]
• HP ラヴクラフトのクトゥルフ神話に登場するミゴ宇宙人は、物語「闇に囁く者」（1931 年）で初めて登場し、対象の脳を摘出して「脳シリンダー」に入れ、外部装置に接続して見たり聞いたり話したりできるようにすることで、人間を地球から冥王星（およびそれ以降）へ、また地球へ運ぶことができる。
• エドモンド・ハミルトンの小説『キャプテン・フューチャー』シリーズ（1940 年）に登場するサイモン・ライト教授は、透明なケースの中に住む人間の脳です。
• カート・シオドマクによる 1942 年の SF 小説『ドノヴァンの脳』（用語参照）（1944 年、1953 年、1962 年に 3 度映画化）では、冷酷な大富豪の脳がタンクで生かされ、怪物のような大きさとパワーに成長します。
• CS ルイスの「宇宙三部作」の最後の小説『その恐ろしい力』（1945 年）では、殺人罪でギロチンで処刑されたアルジェリアの放射線科医フランソワ・アルカサンの摘出された脳がプロットの仕掛けとして使われている。小説のある時点で、アルカサンの人工的に灌流された頭部は、悪の知能が人間と直接通信できるようにするために使われていることが明らかになる。
• ロアルド・ダールの短編小説『ウィリアムとメアリー』（1960年）では、ウィリアムの死後、彼の脳は人工心臓によって生き続ける。^[27]
• マドレーヌ・レングルの小説『時間の皺』 （1963年）に登場する「IT」というキャラクターは、カマゾッツ惑星を支配する肉体を持たないテレパシー脳です。
• コードウェイナー・スミスの短編小説『古い地球を買った少年』（1963年、『惑星の買い手』としても出版され、後に1975年の長編小説『ノーストリリア』に収録）では、主人公のロッド・マクバンが「スカウンド」される。つまり、彼の頭は酢漬けにされ、体は脱水されてフリーズドライされ、目的地ですべてが再構成され、恒星間エコノミークラスで輸送される。
• フランク・ハーバートの小説『Destination Void 』（1966年）では、宇宙船は有機精神核と呼ばれる肉体から切り離された人間の脳によって制御されています。
• ルイネーター（後にデミウルゴスとして知られる）は、セルゲイ・スネゴフによる1966年から1977年のSF三部作『人間は神』に登場する高度にサイボーグ化された異星人の社会である。彼らは、高度に知能化された種族であるギャラクシアンの隔離された脳を、ルイネーター帝国の主要かつ最機密の軍事防衛施設であるメトリクス・ステーションを管理する有機スーパーコンピュータとして使用している。脳は囚人の赤ん坊から摘出され、栄養液で満たされた球体の中で人工的に成長させられている。2作目と3作目の最も重要なキャラクターの1人が、後にヴェイグラントまたはボイスとして知られるようになる第三惑星のブレインで、どういうわけか自意識を発達させ、後にルイネーターに反抗した。ヴェイグラントは肉体を持った者たちの命を強く望んだため、ブレインは最近の戦闘で本来の脳を破壊されたドラゴンの体に外科手術で移植された。ヴェイグラントはその後数十年間、知性あるドラゴンとしての生活を楽しんだが、身体が衰え、ドラゴンの死の瀬戸際に再び脳が取り出され、宇宙船の制御を引き継いだ。^[27]
• ウィリアム・ヒョルツバーグの小説『灰色の問題』（1971年）では、主人公とその知人は全員、核戦争後に地下に保存された肉体のない脳である。
• PCジェルシルドの小説『生きている魂』 （1980年）では、人間の脳が水槽の中で生きており、医学実験の対象となっている。
• 小説『デューン』の前編三部作である『デューン 砂の惑星』(2002-2004)では、サイメックはロボットの体をまとった肉体のない脳である。

• アウターリミッツのエピソード「バーハム大佐の脳」では、瀕死の宇宙飛行士バーハム大佐の物語が詳細に描かれています。大佐の脳を体から切り離して生かし、任務のために脳を視覚と音声の入出力に接続する神経インプラントを設置することが決定されました。しかし、体がないと、脳は極めて強力になり、誇大妄想的になります。
• 孤立した脳は『ワイルド ワイルド ウエスト』にも登場します。エピソード「ドルイドの血の夜」では、ジェームズ ウエストの昔の家庭教師の 1 人が殺され、ウエストは、死体から脳を取り出し、自分のために働かせているのがトリスタム博士であることに気づきます。最終的にウエストは孤立した脳に、全員が協力すればトリスタム博士を倒して平和を得られると伝えることに成功します。
• 分離された脳はスタートレックにも登場します。エピソード「トリスケリオンの賭博師」では、プロバイダーは肉体のない脳であり、人々を誘拐して互いに戦わせます。その後、エピソード「スポックの脳」では、スポック氏の脳は、エイモルグのコントローラーとして働くために、シグマドラコニスシステムの原住民によって取り除かれます。バルカン人の生理機能により、スポックの体は生き続けます。エンタープライズの乗組員はイオンの痕跡をたどってシグマドラコニスVIに行き、そこでエイモルグの知識を使用して、レナード・マッコイ博士がスポックの脳を彼の体に戻します。
• 1970年代のドクター・フーの連続ドラマ「The Brain of Morbius」では、顕微手術技術の権威であるソロンが、モービウスの脳を人工の半透明の円筒形の脳ケースに移植している。さらに、現代のドクター・フー・シリーズ（2005年～現在）では、サイバーマンとして知られる繰り返し登場する敵対者は、機械の外骨格に包まれ、人工神経系でつながれた人間の脳（ある例では、人間の頭全体）として描かれている。これは、比較的脆弱な人間の体を、はるかに耐久性があり長持ちする殻に「アップグレード」するために行われたとされている。現代のドクター・フーの敵のもう1つのグループであるトクラフェーンは、空飛ぶ兵器化された球体に包まれた人間の頭であることが明らかになった。これは、宇宙の差し迫った熱的死の状況を生き延びるために必死の手段に訴えた遠い未来の人類の最終形態である。ドクター・フーのエピソード「世界の終わり」と「新地球」では、レディ・カサンドラは顔のついた皮膚のキャンバスに取り付けられた孤立した脳です。
• ワンダーウーマンのエピソード「ゴルトの脳」では、古典的な「容器に入った脳」が登場します。
• ミステリーサイエンスシアター3000の観察者は、ペトリ皿の中で自分の脳を運んでいます。
• SFファンタジー テレビ シリーズ LEXXには、人間の脳組織を組み込んだロボットの頭部が登場します。また、現在の Divine Shadow の体が死ぬたびに、その脳が取り出され、話すことができる装置に入れられ、他の Divine Preceders とともに保管されます。
• アニメシリーズ「フューチュラマ」では、31世紀までに数多くの技術的進歩が遂げられている。番組内では、瓶の中で頭を生かしておく能力がロン・ポペイル（「 A Big Piece of Garbage 」にゲスト出演）によって発明され、多くの21世紀の政治家や有名人が今も活躍している。これは、作家たちが有名人を取り上げ、からかうやり方だった。「The Day the Earth Stood Stupid」では、孤立した頭脳であり、ブレインスポーンのリーダーであるビッグブレインがフライに出し抜かれる。ブレインの弟子たちは、出会うすべての生命体を愚かにし、宇宙のすべてのデータを盗んでインフォスフィアに蓄えようとしている。^[27]
• アニメシリーズ「悪魔のコン・カルネ」では、主人公のヘクター・コン・カルネが2つの瓶に入った脳と胃袋に縮小されました。2人とも瓶がなくても動いたり話したりします。ヘクターの脳は時々クマのボスコフをコントロールし、ヘクターの胃はボスコフの食べ物の一部を消化します。
• 2011年のウェブシリーズ『マーキュリーメン』では、瓶に入った脳^[28]（「バッテリー」）が登場し、テレパシーやトランシーバーのような装置で通信することができ、地球を破壊するための破滅的な計画のために「マーキュリーメン」をコントロールしていることが明らかになりました。^{[29] [30]}

• SF コメディ映画『 二つの脳を持つ男』では、先駆的な脳神経外科医である主人公が、テレパシーでコミュニケーションをとる肉体から切り離された脳に恋をする。
• 映画「ブラッド・ダイナー」では、人食い兄弟が叔父の（隔離された）脳を蘇らせ、500万歳の女神シタールの生命を復活させるという冒険に協力する。叔父の脳は、シタールを蘇らせるために必要な部分、つまり処女、さまざまな体の部位、そして「血のビュッフェ」の材料を集めるように兄弟に指示する。
• ロボコップ2では、デトロイトの麻薬王ケインの脳、目、神経系の大部分がOCP職員によって採取され、改良された「ロボコップ2」サイボーグの計画に使用されます。これらのシステムは手術後すぐに容器に保存され、体から切り離されたケインは、取り付けられたロボットの骨格に埋め込まれる前に、元の体の残骸が捨てられるのを見ることができます。
• フランス映画『失われた子供たち』に登場するマッドサイエンティストの相棒は「容器に入った脳」だ。
• 映画『クランク：ハイ・ボルテージ』では、リッキー・ベローナの頭はタンクの中で生かされ、兄が敵を殺すのを見ることができる。
• 映画『パシフィック・リム アップライジング』では、新人イェーガーパイロットがドリフトの練習をするために、人工的な手段で脳を生かしておくという設定になっています。

• More Fun Comics #62 (1940 年 12 月) では、スペクターが、巨大なパワーを発達させて可動性を持ち、腕が生えた容器内の人間の脳と戦います。
• 『スーパーマンの冒険年鑑 #1』（1987 年）では、サウスダコタ州トルドーの住民が、ワード・ブリンガーによって肉体のない脳みそにされてしまった。

• 攻殻機動隊のマンガやアニメシリーズに登場する多くの登場人物はサイバーブレインを持っており、改造された人間の脳をサイバネティックボディ内で無期限に維持することができます。
• アニメシリーズ「PSYCHO-PASS サイコパス」の主な敵対者の一人であるシビュラシステムは、元犯罪者による秘密組織です。彼らは組織に加入すると、手術で脳を体から取り除き、地下施設のガラス容器の中に入れ、そこから国民を監視します。

• Falloutシリーズのゲームでは、分離された脳が「ロボブレイン」と呼ばれるロボットを制御するために使用されています。^[27]ビデオゲームFallout: New VegasのダウンロードコンテンツであるOld World Bluesでは、「シンクタンク」と呼ばれる科学者のグループがより高度な技術を持っています。
• ビデオゲーム「Cortex Command」は、脳を肉体から分離し、戦場で部隊を制御するために使用するというアイデアを中心に展開されます。
• ゲーム『メトロイド』に登場するマザーブレイン。^[27]
• Streets of Rage 3では、Mr. X は瓶に入った脳となり、ロボット Y (日本版では Neo X として知られている) を操作して戦うようになりました。
• 『The Evil Within』では、ゲームの敵役であるルヴィクの脳が摘出され、STEMを操作するために体外懸濁液に置かれます。

• ブレインシップは、架空の恒星間宇宙船の概念です。ブレインシップは、人間の肉体から切り離された脳と神経系、または奇形の体を生命維持システムに挿入し、繊細なシナプス接続 (脳とコンピューターのインターフェース) を介して一連のコンピューターに外科的に接続することによって作られます。脳は宇宙船 (または接続されたその他の周辺機器) を自分の体の一部であると「感じます」。たとえば、SF 作家のアン・マキャフリーによる短編小説集「歌う船」(1969 年)は、ブレインシップヘルバについて書かれています。「ミスター スペースシップ」(1959 年) は、フィリップ K. ディックによるブレインシップに関する初期の物語です。
• スターウォーズの世界のボマー僧侶たちは、外科手術で脳を体から取り除き、瓶の中の脳として存在し続けます。彼らは文明や肉体的な邪魔から自分たちを切り離すことが悟りにつながると信じている。ジェダイの帰還では、そのような僧侶の1人が、ジャバの宮殿に入るC-3POの横を通り過ぎる蜘蛛のような生き物です。^[31]
• ティーンエイジ・ミュータント・ニンジャ・タートルズのクラン。^[27]
• アドバンスト・ダンジョンズ&ドラゴンズのゲームサプリメント『Monstrous Compendium MC15: Ravenloft Appendix II: Children of the Night』 (1993) には、生きた脳であり悪役のキャラクターであるルドルフ・フォン・アウブレッカーが登場する。このアイデアは、第3版 Libris Mortis (2004) ^[32]および第4版Open Grave (2009) D&D書籍で、瓶の中の脳として再出版された。Cracked.com の Tyler Linn は、 2009年に瓶の中の脳を「15 の馬鹿げたダンジョンズ&ドラゴンズのモンスター」の 1 つとして挙げ、ユーモラスに「... 瓶の中の脳だ。くそ、蹴り倒せば、誰にもバレるぞ」と述べた。^[33]ゲームでイリシッド種族の力を指揮しているエルダー・ブレインは、強力なサイオニックパワーを持つ巨大な肉体のない脳で、水槽に浮かんでいる。^[34]

• ボルツマン脳
• 閉じ込め症候群
• シミュレーション現実

• フレミング、チェット（1988年2月）。「切断された頭部を生かしておけるなら…法人化と米国特許4,666,425」。ポリニム・プレス。ISBN 978-0-942287-02-8。
• Librizzi L; Janigro D; De Biasi S; de Curtis M (2001 年 10 月)。「in vitro で単離したモルモット脳標本における血液脳関門の保存」。J Neurosci Res . 66 (2): 289–97. doi :10.1002/jnr.1223. PMID  11592126. S2CID  30194806。
• マゼッティ S;リブリッツィ L;フリジェリオS;デ・カーティス・M;ヴィテッラロ・ズッカレッロ L (2004 年 2 月)。 「単離されたモルモットの脳における脳微小血管の分子解剖学」。脳の解像度999 (1): 81–90。土井：10.1016/j.brainres.2003.11.032。PMID  14746924。S2CID 9746606  。
• Mühlethaler M; de Curtis M; Walton K; Llinás R (1993 年 7 月)。「in vitro で単離および灌流されたモルモットの脳」。Eur J Neurosci . 5 (7): 915–26. doi :10.1111/j.1460-9568.1993.tb00942.x. PMID  8281302. S2CID  2097145。
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• Blair-St Giles , BA; Hillman, H. (1983年8月)。「死と死、特に脳死について。参考文献」。蘇生。10 (4): 235–251。doi :10.1016/  0300-9572 (83)90026-6。ISSN 0300-9572。PMID 6316444  。