科學新知/科幻小說裡的「換頭」手術 真的要實現了?

「換頭」手術。

現實科學發展彷彿一直以科幻小說為藍本。在許多科幻小說描述中,人的大腦和軀幹能夠透過手術進行分離,在《聊齋志異》中也有類似的描述。科技發展讓器官移植成為可能之後,一些科學家也在探討頭部移植的可能性。

根據一財網報導,近期,義大利神經外科醫生Sergio Canavero進一步發布了其將在明年年底進行的頭部移植手術的詳細計劃。去(2015)年,其曾聲稱在理論上能夠透過將人的頭部與軀幹進行移植連結,並且選定一位罹患肌肉萎縮症的俄羅斯程式員,確定將在2017年年底進行一次頭部移植試驗。

雖然Sergio對手術信心十足,學術界卻提出質疑聲音,認為手術難度較大,即使患者能夠成功存活,也不會改變其生存狀況。有學者認為Sergio此舉是在給自己做宣傳。那麼頭部移植在技術上是否可行?對人們來說究竟是災難還是福音?

如何移植?

早在2013年,Sergio就曾提出過頭部移植的理論。在他看來,將一個患有軀幹疾病的人頭部移植到一副健康的軀體上的做法從理論上是可行的。

而頭部移植最大難點在於脊髓的連結與神經元的修復,作為神經中樞,脊髓控制著人的軀體活動,而大腦對脊髓有指揮作用,將脊髓與大腦分開需要切斷其中脊髓以及神經管道,這無論是對大腦或是脊髓來說都有一定程度的損害,移植手術的重點在於這些損害是否能夠恢復。

Sergio認為,與脊柱有關的外傷會對脊柱傷害巨大,然而整齊乾淨的切面能夠讓脊髓利落地痊愈。『脊髓損傷會產生26000牛頓的力,使得傷害難以恢復,而如果使用鋒利的刀只會產生不到10牛頓的力。』Sergio曾在TEDx演講中說道。

目前,該項手術的頭部移植者選定為患有先天性肌肉萎縮症的俄羅斯程式員Valery Spiridonov,同時軀體由一位腦死亡捐獻者提供。據悉,整台手術將持續36小時,花費約2000萬美元,包括外科醫生、護士等150人將參與手術。

根據Sergio計劃,手術過程為了保證細胞以及神經活性,會將移植者頭部置於低溫狀態,而脊髓結合將採用聚二乙醇作為融合劑,同時,手術完成後,Valery透過醫學誘引進入3到4周昏迷狀態,在此期間,醫生透過儀器不斷刺激他的脊髓神經重新連接並開始運轉。

Sergio表示,其已經做過足夠多的試驗,從理論上來說,頭部移植手術已經成熟,他將用這段時間來培訓150名醫護人員,保證他們能夠輪流工作。

質疑聲音

儘管Sergio對其計劃表現得信心十足,他的理論也確實受到大眾的關注,然而,業界普遍質疑其方式無法在現實中實現。從上世紀開始,醫學界就在探索頭部移植的可能性,一些科學家在老鼠、狗身上分別試驗過頭部移植手術,然而,手術的效果並不理想,目前,並沒有接受移植後能夠存活的先例。

事實上,Sergio的理論是由多個單一的理論支撐,例如其在演講中表示,能夠通過電流刺激恢復脊髓活性,然而這些都是基於脊髓損傷程度而言,而對於移植頭部卻不一定能夠產生效果。

『從技術上來說是不可行的,頭部移植實際是一個人為的高位截斷損傷,目前為止這種再接,只能在老鼠身上恢復一些簡單功能,但這些功能都還不足以達到保證所有功能得到恢復,在這種條件下對人進行試驗很冒險。』 國際神經修復學會理事長黃紅雲告訴記者。

另外,Sergio的理論忽略了一個生物學上的問題:儘管人體內能實現細胞的自我修復外周神經系統的電子脈衝與中樞神經系統完全相同,但目前研究來看,高級脊椎動物的中樞神經系統是很難再生的。

加州大學洛杉磯分校神經外科教授Michael Beattie表示,成熟哺乳動物中樞神經系統中控制細胞再生的的基因是受到抑制的,無論是用聚二乙醇還是電流都難以讓其再生。

Michael認為,中樞神經不能再生的原因可能是脊髓和大腦中含有與運動相關的電流,脊髓細胞必須彼此緊密連結,才能準確控制運動功能。『這種連結關係一旦形成,你就不會希望建立新的關係了。』

因此,即便是成功移植,Valery也不可能透過頭部移植治愈其目前的疾病,或許還會帶來更嚴重的後果。在技術條件還未成熟的當下去進行手術,違背了道德倫理。『如果真要在人身上實行移植只能是一場悲劇。』 黃紅雲說道。