本文来源brainblogger，作者Viatcheslav Wlassoff，机器之心汪汪翻译，Rita校对。
1818年，当英国作家玛丽·雪莱写出科学怪人弗兰肯斯坦时，她压根也想不到，她笔下的故事可能变为现实，不过有一点点不一样——它变成了一件好事。玛丽笔下的维克多·弗兰肯斯坦将几具人类尸体身上不同的部位缝在一起，创造出了一个怪物。就这样，弗兰肯斯坦创造了生命。今天的医生和外科医生们的工作不外乎如此：他们通过手术，移植器官、骨头、皮肤、神经和血管，以此来拯救生命。目前，他们几乎能移植身体的每个部位，包括心脏、肝脏、肺、肾、胰腺和肠。但是，却没有人移植过脑袋。这个现实，马上就要改变了！
意大利神经外科医师塞尔吉奥·卡纳维洛（Sergio Canavero）最近因为他的声明引起了轰动。他发表声明称，他将在三年内尝试进行头部移植手术。他相信，现代医学已经可以成功完成这样的手术。
不出意料，卡纳维洛的声明遭到了严苛的批评。主流媒体尽职尽责地讨论了换头手术可能存在得的道德和伦理问题。在这篇文章里，我只想讨论，换头手术背后涉及到的科学问题，以及目前是否真的能操作这样的手术。这是目前的报道中比较少讨论的部分。
先驱
虽然还没有在人类身上实现过头部移植，但在猴子身上已成功实现过。1970年，罗伯特·怀特（Robert White）和他的团队把一只猴子的脑袋移植到了另一只猴子的脖子上。头部摘除和移植是同时进行的。术后，这只猴子活了8天，没有发生手术并发症。然而，这次手术并没有因防止瘫痪而将切断的脊髓连接起来。从那之后，再没有人对猴子或者人类进行过尝试。
但是卡纳维洛说，他已经想出了一种方法，可以在换头手术中将人的脊髓连接起来。
人类换头手术：一路向前
卡纳维洛医生为他的换头计划起了一个名字，叫「天堂」（HEAVEN）。在这个计划中，接受者是指那些罹患不治之症，但大脑健康且功能完善的人；而捐献者是指那些被宣布脑死亡但身体健康的人。在手术后，捐献者将获得一个新头。
卡纳维洛医生相信，在手术过程中采用降低体温、采用锋利的切割工具和专业的愈合药物，能帮助他克服手术固有的挑战。
人类头部移植手术挑战之一：切掉头部后，如何维持生命
人类头部移植手术中最大的挑战就是，头部切掉和血液循环停止以后，如何使病人的生命体征保持稳定。有研究表明，血液循环停止后，如果将人体降温到12℃～15℃，人将继续存活一段时间。在这样的低温下，脑区的新陈代谢活动降低到正常状态的10%左右。而来自心脏外科手术的数据表明，低温将导致循环系统的整体停止。这样的状态能安全地维持45分钟，而不必担心对病人造成神经损伤。卡纳维洛相信，45分钟对外科医生连接切断的脊髓来说，已经完全足够了。
人类头部移植手术挑战之二：预防脊髓伤口的细胞损伤
卡纳维洛医生认为，仅仅把切断的脊髓接上，不足以称为一个成功的换头手术。接受一个新头的病人，必须能恢复一些早先的运动能力。这意味着，切割头部时，受损的神经细胞越少越好，这样才能更容易连接，之后也才能恢复运动功能。
根据临床研究，有一些脊髓严重受伤的病人，之后不仅存活了下来，还从最初的瘫痪状态中康复过来，恢复了之前的运动能力。但是，在另外一个临床案例中，一个用0.38口径手枪自杀的人，造成严重伤害之后，却再没能从瘫痪中恢复正常。
另外还有一个研究发现，如果神经因被切断而隔开一段距离，轴突必须再生才能恢复神经功能。这段距离小于2厘米时，轴突的再生最有效率。
因此，人类头部移植面临着一个挑战：使切割神经时造成的受损区域最小化。卡纳维洛提出，采用一种非常专业的切割工具，可以将受损区域和细胞损伤减小到最小值。他设想的工具很精妙，能在移植过程中产生小于10N的力。顺便说一句，普通脊髓伤害所受的力一般在26000N左右。
卡纳维洛医生相信，薄薄的一层氮化硅能打造出超级锋利的纳米刀，可以用于手术切割。
人类头部移植手术挑战之三：痊愈，神经再生，重新建立联系和恢复运动功能
切断的脊髓和损坏的细胞恢复得越快，捐献者就越有可能恢复之前的运动能力。愈合速度越快，神经细胞间的联系就恢复得越快。通常情况下，健康人身上只要出现伤口，愈合过程就立刻开始了。但对头部移植手术的脊髓组织来说，卡纳维洛医生建议使用一种化合物——聚乙二醇（PEG）。
根据研究，PEG具有治愈伤口或在分子层面上再次严合的功能。实际上，科学家已经正在研究，利用PEG来治疗脊髓损伤，以使病人重获运动能力。
卡纳维洛医生还试图采用电流刺激脊髓接合的断点，以促进痊愈。目前已被证实，电刺激不仅能加速轴突和树突的再生，还能激发长期瘫痪患者的自发运动。
人类头部移植手术挑战之四：移植后并发症
移植后可能会产生一些并发症，比如器官排斥，以及移植器官不能获得充足的血流。不过，现代医学能够诊断和有效治疗这些症状。比如说，如果在肾脏移植病人体内出现某些血清蛋白标志物，就表明产生了急性排异反应。
多普勒彩色血流超声显像（CFD）对监测术后的血液循环十分有用。这些手段都能用来监测和诊断头部移植手术病人的移植后并发症。
每个伟大的科学突破，一开始都听起来荒谬不堪。人类头部移植手术，可能现在听起来异想天开、可怕至极甚至荒唐可笑，但是我毫不怀疑，最终它一定会变成现实。
头部移植对病人的益处是显而易见的。如果人类能成功移植头部，对那些尚存一些完好脊髓的截瘫人群、被肌肉萎缩症所折磨的患者来说，拥有独立自主的生活能力将不再是天马行空的幻想，他们将能重拾自己喜欢做的事情，也能拥有更充实美满的人生。当然，在这之前，还有许多严肃的问题亟待我们解决。
转载请注明：好奇网 » 人类头部移植——当梦想照进现实