Первая двухголовая собака казалась фантастическим пришельцем из космоса – у голов были объединены кровеносные сосуды. Для эксперимента Демихов отобрал большую взрослую собаку и крупного щенка. Далее туловище щенка прорезалось в средней части грудной клетки, а передняя часть с удаленными сердцем и легкими пересаживалась целой собаке на шею. В процессе сшивания образовывался общий круг кровотока, и голова щенка начинала жить за счет дыхания и кровообращения большой собаки. Обе головы высовывали язык в жару, ели, пили; одна из голов систематически пыталась укусить вторую за уши – в отличие от эксперимента Алексиса Карреля, собака которого лишь демонстрировала ряд рефлексов, создание Демихова казалось вполне живым и адекватно воспринимающим окружающий мир. Самая долгоживущая голова прожила целый месяц и даже успела вырасти. Так Демихов доказал, что даже голову – этот невообразимо сложный орган – можно успешно пересадить.
Несмотря на успех, большинство животных всё же быстро погибало, причем Демихов искренне считал, что ответственны за это инфекции и технические ограничения, будучи не в состоянии доказать необходимость тканевой совместимости.
В те годы совместимость проверяли лишь по схожести групп крови – Демихов сверял их у обеих собак и даже проверял после операции мазки крови, не находя при этом ничего, кроме небольшого воспалительного процесса. Научного доказательства тканевой совместимости не существовало, как не было и способа проверить эту совместимость до операции.
Сам Демихов писал:
– Необходимо тщательно изучать антигенный состав клеток донора и реципиента, а также изыскивать способы устранения их иммунобиологических различий… Иммунологам необходимо изыскать более чувствительные методы, позволяющие находить различия при пересадках у животных внутри вида.
В 1960 г. его лабораторию посетил тогда еще никому не известный хирург из Южной Африки – Кристиан Барнард, который позже назовет Демихова «отцом трансплантологии сердца и легких». Он приезжал еще один раз – в 1963‐м, как и множество других молодых трансплантологов со всего мира.
Всё это время Владимир Петрович оставался лишь младшим научным сотрудником, не имея ни степеней, ни званий. В 1960 г. Демихов из-за ссоры с Владимиром Ковановым, своим непосредственным директором, вынужден был перейти в Институт скорой помощи имени Склифосовского – Кованов не допускал к защите диссертацию Демихова «Пересадка жизненно важных органов в эксперименте».
В Институте скорой помощи ему дали лабораторию, но располагалась она в сыром подвале: пол был выстлан досками, под которыми хлюпала вода, большая часть оборудования создавалась на коленке, а вместо компрессора использовали пылесос «Буран».
Здесь в 1962 г. Демихов пересадил второе сердце собаке Гришке. Гришка прожил после операции рекордные 142 дня – и жил бы дольше, если бы не пал жертвой пьяного ограбления: пес пытался защитить свои владения. Демихов тяжело пережил гибель подопытного и с тех пор всегда брал всех прооперированных собак домой.
Демихов всё еще пытался защитить диссертацию – материала у него давно набралось не только на кандидатскую, но и на докторскую. Наконец, в 1963 г., на биолого-почвенном факультете МГУ он защитил сразу обе, получив степень доктора наук. Защита проходила тяжело – на ней присутствовало множество противников гениального хирурга, в аудитории раздавались возгласы о ненаучности эксперимента, о шарлатанстве.