Эксперименты Владимира Петровича Демихова (1916—1998) по пересадке головы одной собаки на тело другой продолжали начатую ещё до войны работу. Владимир Петрович был одним из основоположников трансплантологии, его книга «Пересадка жизненно важных органов в эксперименте» (1960, переведена и опубликована за рубежом в 1962) долгое время оставалась единственной в мире монографией в области трансплантации органов и тканей.
Опыты на собаках, вызывающие ужас у современных зоозащитников, были необходимым этапом внедрения трансплантации органов в медицинскую практику и оказали большое влияние на мировую трансплантологию.
Лаборатория Демихова добилась полного функционирования второй головы собаки в середине 1950-х. Для этого было максимально, насколько позволяли технологии того времени, сокращено время пребывания отделённой от тела головы без снабжения мозга кислородом — использовалась некая «машина, сшивающая кровеносные сосуды».
Всего Демихов и его коллеги пересадили 20 голов щенят на тела взрослых собак. Вместе с головой пересаживались лёгкие и пищевод, который выводился наружу. Полученные двухголовые существа жили от двух до шести дней, в одном случае двухголовая собака продержалась 29 дней.
В своей книге «Пересадка жизненно важных органов в эксперименте» Демихов приводит записи дневника наблюдений, относящихся к эксперименту, проводившемуся в феврале 1954 года, когда он и его сотрудники пересадили голову и передние лапы месячного щенка на шею взрослой сибирской лайки.
«9:00. Донорская голова активно пьёт воду или молоко и дёргается, как бы пытаясь высвободиться из туловища реципиента.
22:30. При попытке уложить реципиента на кровать пересаженная голова до крови укусила одного из ассистентов за палец.
26 февраля, 18:00. Донорская голова укусила реципиента за ухом, так что реципиент взвизгнул и затряс своей головой».
Двухголовые собаки Демихова обычно погибали в результате иммунных реакций. Подавляющих иммунитет лекарств тогда не существовало, поэтому иммунная система собаки-реципиента отвергала чужеродные части собаки-донора. Владимир Петрович Демихов пересадил практически все части и комбинации частей тела собаки другим собакам, а потом закрыл лабораторию.