定義
換頭術是腦移植的第二種,即整個頭部的移植,在醫學理論是可行的,也在一些動物身上試驗過,但至今未在人體實驗,面臨著技術難度和道德問題的雙重約束,現在仍未能成功。
實施條件
提出這一計畫的是義大利都靈高級神經調節小組的神經外科專家塞爾吉奧·卡納維洛。他認為,這一移植手術需要100名外科醫生持續進行36個小時,花費750萬英鎊。
按照剛出版的《新科學家》雜誌報導,第一例手術的供體來自一名腦死亡的患者。手術的關鍵是同時切斷供體和受體的頸部組織及脊椎,將他們的頭部和身體乾淨利落地切離。
必須利用鋒利的手術刀切斷骨髓,並與其他身體“機械相連”。這種乾淨果斷的切割是骨髓融合的關鍵,它使得近端切斷的軸突能夠與遠端軸突融合在一起。
下一步是迅速將患者的頭部移植到供體的頸部,使用一種醫學“膠水”將脊椎連線到一起。接下來則要將二者的肌肉和血管縫合起來,手術完成後患者還要昏迷長達4個星期以便讓創口儘可能癒合。在這個過程中,醫生還會用弱電流刺激頸椎內的神經,強化頭部和身體的連線。
實施對象
因脊損傷或患有嚴重肌萎縮疾病而癱瘓的病人,諸如大名鼎鼎的物理學家史蒂芬·霍金,適合進行該手術。
移植過程
卡納維洛曾在學術期刊《神經外科的國際》上發表論文,詳述移植手術的過程。
首先,用於移植的頭部和身體將被冷卻到12攝氏度至15攝氏度左右,以減緩細胞死亡的速度。然後,患者和捐贈者的頸部將被同時切斷,大血管以人造血管連線。接著是切斷頸椎。這一過程必須在一小時內完成,因為一小時是人類大腦在沒有血液和氧氣的穩定流動下能夠存活的最長時間。
下一環節是將患者的頭部與捐贈者的軀體相連線。而這一過程中,關鍵一環是將頸椎內緊湊的神經連線在一起。卡納維洛計畫用聚乙二醇(PEG)之類的塑膠把供體和受體機械結合起來。他從理論上說明,乾淨利落地切割和緊密融合可以使人體能夠自然地修復被切斷的神經。
一旦頭部重新連線後,受贈者的心臟就可以重新啟動。
移植效果
一旦手術成功,患者將在理療的幫助下在一年內學會行走,並學著適應自己的新軀體,包括感受面部,甚至用原來的聲音說話。
外界質疑
批評者認為卡納維洛的構想過於瘋狂,是“純粹的幻想”。但卡納維洛反駁稱,如今的醫學技術足以支撐整台手術完成,而他需要做的就是把這些技術整合到一起。
但圍繞頭部移植尚存在倫理爭議。
當癱瘓患者別無他路時,頭部移植也許是唯一“稱得上道德”的選擇。但反對者稱,即便手術獲得成功,那么獲得康復的患者到底是誰?從生物學角度考慮,新的軀體所生下的後代來自供體還是受體?
此外,美國神經和矯形外科學院主席威廉·馬修斯認為,對於頭部移植這一複雜手術來說,兩年時間過於倉促。
“我贊同脊柱融合的醫學概念,頭部移植需要多領域配合,但我不認同卡納維洛醫生的時間表,”馬修斯說,“他(卡納維洛)認為萬事俱備,但在我看來還有很長的路要走。”
曾多次成功治療脊損傷患者的美國加州醫生哈里·戈德史密斯則對頭部移植的構想持樂觀態度。
“我不認為這永遠不會發生。”他說。
卡納韋羅稱,如果“頭部移植”手術能獲得成功,那將給患有絕症的病人提供出路。但由於手術風險極高,醫學界對此存疑。
首例移植
30歲的俄羅斯計算機科學家瓦雷里·多諾夫從小患有霍夫曼肌肉萎縮症。他2015年4月他決定讓義大利醫生塞爾吉奧·卡納維洛為自己進行頭部移植手術,將自己的頭部接在一個新的身體上。
斯皮里多諾夫坦言手術風險高,感到害怕,但自己病情近年不斷惡化,開始難以控制身體,因此決定放手一博。此決定已獲得家人支持。據悉身體捐贈者同樣來自俄羅斯,大腦已經死亡。
2015年6月28日,這一移植手術需要100名外科醫生持續進行36個小時,費用高達750萬英鎊。該頭顱移植手術的主治醫師是來自義大利都靈高級神經調節學會的外科醫生卡納韋羅,他對手術信心滿滿,並將其命名為“天堂計畫”。
義大利神經外科專家賽吉爾·卡納維羅宣布:2年內將完成首例人類頭顱移植手術,並且宣布這一手術將和哈爾濱醫科大學任曉平教授率領的醫療團隊一起合作。據中國之聲《新聞晚高峰》訊息,這例人類頭顱移植手術將在2017年12月在哈爾濱醫科大學附屬醫院舉行,目前有3名志願者。
相關事件
2001年,一則《美國醫生操刀換人頭》的新聞曾鬧得沸沸揚揚,這也讓充滿好奇心的公眾和有所期待的專家興奮不已,但最後的結果卻無疑又給本就處於冰封期中的“換頭術”降了溫。在多方核實下,大家發現,自己被狠狠地“涮”了一把,那只是一條“移花接木”的假新聞,是作者為了突出轟動效應,將美國一位神經外科專家懷特博士在《科學美國人》月刊上發表的一篇論述人類頭顱移植可能性的文章斷章取義,嫁接而成。
但是,懷特在他文章中確實也說到,早在1970年,他本人和助手曾首次為靈長類動物———恆河猴施行了換頭手術,接受手術的恆河猴存活了8天,不僅存有意識,而且可以吃東西,眼睛還可以跟隨人在室內的走動。他的研究小組也已經向人體頭顱移植方面邁出了第一步。他們製作了一種設備,可以把在頭部循環的血液溫度保持在10攝氏度,這樣,大腦的新陳代謝就會減慢,能夠讓頭顱在血液供應被切斷後保存1個小時,為“換頭術”的實施爭取到了寶貴的時間。在懷特發表的文章中,還提到一個叫做維托威茨的男子,此人由於潛水事故造成四肢麻痹,曾與懷特一起接受採訪,是已知的首個願意把自己的頭顱捐獻出來供懷特手術使用的人。
手術難點
難點一 神經纖維無法重生,“換頭術”只能是紙上談兵
如果要將一個頭顱和陌生的軀體相連,首先要縫合血管,這一點在現代醫學中已經不是問題,但神經束能相連成功嗎?要知道,大腦和脊髓是人的神經中樞,人的神經活動是由在大腦皮層的神經元發出指令,通過神經纖維、經過脊髓再傳到活動器官的,因此,脊髓是周圍活動器官與大腦的連線中心,在頸部不到幾個平方厘米的截面積中就包含了全身所有的神經纖維。“神經纖維具體說有多少?可以說無數條,再高明的醫生和機器都不可能一一接上,就是接上了,斷了的神經纖維也是無法重新生長的。至少目前面對頸髓斷裂的情況,全世界的醫學機構在臨床上都對此無能為力!”清華大學第二附屬醫院神經外科主任陳國強強調,斷裂的神經纖維無法全部連線,“換頭術”就只能是紙上談兵。
無自主生命,換頭術毫無意義
清華大學腦神經疾病研究所的孫朝暉博士介紹,要大腦不死不是很難,只要不斷有含氧的動脈血供應就行。就是說,人們現在認識到的所謂的“換頭術”只是把重要的血管接上,這個在現代醫學一點不難。而要人有自主生命,可不是件容易的事!如果“換頭術”後人的生存要靠呼吸機、心臟起搏器維持的話,那這個手術就根本沒有意義。
所謂成功的“換頭術”最起碼病人是可以自主呼吸、自主心跳,甚至自主運動。但人體指揮呼吸、心跳的中樞並不在大腦,而在延髓,簡單理解就是在頸部的高位,也就是我們經常在電視裡看到,那些被人一下打到頸部,直接就能暈倒在地的部位。“換頭術”起碼要換到延髓,可目前醫學界的認識是延髓內的神經纖維是無法再生的。孫博士強調,就好比一棵樹,樹枝折了還能長,可樹幹要斷了就沒辦法了。延髓是動物的古老的中樞,還控制著動物體的所有原始的反射活動等等,對它更深入、具體的研究目前還在進行中。
手術前景 外周神經修復指日可待,為“換頭術”點燃希望
“換頭術”距離我們還很遙遠,對於在事故中發生的神經斷裂損傷的病人,目前醫學水平能解決什麼問題呢?北京中日友好醫院神經外科的於炎冰教授告訴記者,在以前普遍的觀點是神經有趨向性,一旦神經損傷了就無法修復,但隨著醫學的發展,攻克外周神經的修復已經指日可待了。什麼是外周神經?也就是除了腦和脊髓的神經外,人體其餘部位的神經都屬於外周神經。於教授本人就專門研究過“殼聚糖導管橋接周圍神經缺損”的課題,簡而言之,就是當外周神經損傷時,在2厘米的範圍內,當然越近越好了,用一個中空的小導管把斷裂的神經兩端放入,通過藥物促使神經纖維再生。
該項研究已經在大鼠、猴子等動物身上實驗成功,也已經進入人類的臨床實驗階段了。可目前醫生面對“換頭術”中神經中樞的損傷還是束手無策,因為神經中樞較之外周神經更為敏感,它不像外周神經外面有一層包膜,這為外周神經提供了一層保護套。而所謂的“換頭術”的成功,無疑就是要解決頸髓神經的連線,再生長。於炎冰教授認為在現代醫學的發展下,很多的不可能都有可能實現。
專家觀點
清華大學第二附屬醫院神經外科主任陳國強:
就目前的醫學水平,提“換頭術”的這種說法還有待商榷,至少它距我們現在的科學水平還很遙遠。人們面對“換頭術”帶來的第一個直接問題就是倫理問題,首先有願意的捐贈者嗎?至少在中國的醫學界裡,還聞所未聞。如果有,假設“換頭術”最終手術成功,那么讓控制人情感的大腦來支配一個陌生的軀體表達自己的感情,作為一名醫生,我都覺得是件難以想像的事!
清華大學腦神經疾病研究所孫朝暉:
由於目前國際上還沒有“換頭”的實際手術,根據目前的科學水平和理論依據,如果真的僅僅“換個頭”而已,可推測出術後的病人也只能靠機器維持生命,而不是自主生命,就是換了又有什麼意義呢?