Beynin, halen tedavisi tam olarak yapılamayan birçok hastalığı bulunuyor. Beynin bazı bölümlerinde “dopamin” salgılayan hücrelerdeki bozukluğa bağlı ortaya çıkan Parkinson hastalığı günümüzde birçok orta yaş üzeri insanı etkiliyor. Beyindeki bir proteinin anormal yapımına bağlı olarak bazı nöronların ölümüne yol açan Huntington hastalığı, henüz tedavisi tam olarak mümkün olmayan hastalıklardan. Beyin hasarına yol açan durumlar yalnızca hastalıklar değil. Beyin kanamaları ve kafa yaralanmaları da beyin işlevlerinin kaybolmasına ve felce yol açabiliyor.
Bu tür durumların ve beyin hastalıklarının tedavisi için denenen yöntemler arasında, beynin hastalıklı kısmının sağlam bir beyin dokusuyla değiştirilmesi insanların belki de en büyük hayallerinden birisi oldu. Bir canlının beynini diğer bir canlıya nakletme fikri oldukça eskilere dayanıyor. Fransız hekimler 1887 yılında giyotinle idam edilen insanların kasını köpeklere nakletmişler, ancak bu pek işe yaramamış. 1900’lü yılların başlarında bilim adamları, suni kan dolaşım makinesi sayesinde kesik köpek kafasını kısa bir süre için yaşatmayı başardı. Kafatasından ayrılan beyin laboratuar ortamında belirli koşullar sağlanarak suni olarak bir süre yaşatılabiliyor. Bu şekilde yaşatılan beyin elektrik dalgaları yaymaya, şeker ve su tüketmeye devam ediyor.
Maymunlar arasında yapılan kafa naklinden sonra hem beden hem de beyin iki haftaya varan sürelerle yaşayabiliyor. Ancak nakledilen beyinle gövdenin omuriliği arasında bağlantı kurulamadığı için hayvanlar felçli olarak yaşıyor. Henüz kafa nakli ya da bütün olarak beyin nakli pratikte uygulanamıyor. İleride de bunun ne derece uygulanabileceği tartışma konusu. Bir insanın beyni çıkartılıp yerine yeni bir beyin yerleştirildiğinde artık o insan kendi benliğini kaybediyor, yani kendisi olmaktan çıkıyor. Bu nedenle, beyni tümden değiştirmek yerine, hastalıklı ya da hasarlı kısımları değiştirmek modern tıbbın hedefi. Son yıllarda sinir hücre nakli üzerinde yoğun çalışmalar var. Geçmişi en fazla 20 yıl öncesine dayanan bu çalışmalar, nöronların gerekli şartlar sağlandığında büyüyebileceğini ve bağlantılar oluşturabildiğini gösterdi. Bu yöntem için gerekli olan insan beyni hücreleri diğer insanlardan ya da hayvanlardan elde ediliyor.
Epilepsi ya da başka bir nedenle beyinlerinin bir kısmı alınan kişilerin sağlıklı hücreleri ayrılarak depolanıyor. Alınan bu beyin hücreleri laboratuvar şartlarındaçeşitli büyüme hormonların tabi tutularak çoğaltılıyor. Belirli bir sayıya geldiğinde bu hücreler alınarak felçli hastanın kan dolaşımına veriliyor. Bu hücreler hasarlı bölgelere ulaştığında buraya yerleşerek diğer hücrelerle birlikte görev yapmaya başlıyor. Mikroskop altında incelenen bu hücrelerin, nakledildiği bölgedeki ev sahibi hücrelerle bağlantı kurdukları gösterildi. Yani nakledilen hücreler, nakledildikleri kişinin hücreleriyle koordine çalışıyor. Deneme aşamasında olan bu yöntem halen bazı felçli hastalar üzerinde uygulanıyor. Bu yöntemin uygulandığı bazı felçli hastaların omuriliğinde 6 ay sonra bu hücreler tespit edilebiliyor. Beyin hücre nakli için her zaman insan beyin hücresi bulmak mümkün olmayabiliyor. Bu nedenle hayvan beyin dokusu da nakil işleminde kullanılabiliyor.
Domuzların beyinlerinden alınan hücreler deney ortamında yaşatılıp çoğaltılabiliyor. Ancak bu hücrelerin nakli çeşitli etik ve tıbbi sorunları da beraberinde getiriyor. Domuz beyninin insanda kullanımına bazı dini ve toplumsal kurumlar karşı çıkıyor. Domuz beyin hücrelerinin işlevlerinin insanınkinden farklı olması da ayrı bir sorun olarak gösteriliyor. Domuz nöronları insan beynine uyum sağlamayabilir. Hayvandan insana yapılan naklin, yani “ksenotransplant” işleminin aslında en önemli sorunu organ ya da dokuların reddi. Hayvanlardan elde edilen nöronların insan beyni tarafından reddedilme ihtimali de kuvvetli. Beyindeki bağışıklık sistemihücreleri bu yabancı hücrelere saldırarak onları yok ediyor. Bu engeli aşmak için sürekli yeni ilaçlar geliştiriliyor.
Son yıllarda kök hücrelerden elde edilen sinir hücrelerinin nakli gündeme geldi. Başka bir beyinden alınan hücrelerin çoğaltılması yerine kök hücreler kullanılarak sinir hücresi oluşturulabiliyor. Embriyodan ya da kordon kanından elde edilen kök hücreler deney ortamında çeşitli büyüme hormonlarıyla sinir hücresine dönüştürülebiliyor. Daha sonra çoğaltılan sinir hücreleri kan yoluyla kişiye veriliyor. Bu hücreler gerekli yerlere gittiğinde hasarlı hücrelerin yerini alıyor. Bu yöntemin önündeki en önemli sorunlardan biri, hücreleri farklılaştırmak için hangi sinyallerin verilmesi gerektiğinin tam olarak bilinmemesi.
Beynin görme bölgesine gidecek nöronla, ısı kontrol merkezine ya da denge merkezine gidecek nöronların önceden deney ortamında belirlenmesi için çeşitli büyüme sinyalleri vermek gerekiyor. Fakat, bu sinyallerin tam olarak neler olduğu, hücrelerin nasıl olup da çok değişik görevler aldığı ve farklı mesajcı moleküller salgıladığı tam olarak bilinmiyor. Kişinin kendi kök hücreleri de nakil amaçla kullanılabiliyor. İnsanın kendisinden elde edilen ve üretilen hücreler kişiye geri verildiğinde bu hücreler belirli bölgelere gidip işlev görmeye, yani bağlantılar oluşturmaya başlıyor. Kişinin kendi kök hücrelerini kullanmanın en büyük avantajı bunlara karşı bağışıklık sisteminin hiçbir reaksiyon göstermemesi.