现在,一件“头等”大事正在微博上被热议:世界首例换头手术将实施。意大利都灵高级神经调节组的塞尔吉奥·卡纳维洛(Sergio Canavero)与哈医大手显微外科中心主任任晓平合作,试图通过这一手术来延长一些人的生命,譬如那些肌肉和神经退化的人,或器官中已遍布癌症的人。这次的手术对象是一名患有脊髓性肌肉萎缩症的患者,身体则来自脑死亡患者。
去年,卡纳维洛声称手术的主要障碍——如脊髓融合和身体免疫系统对头部的排斥——已被克服,而手术最早可于2017年准备就绪。
然而,社会准备好迎接如此重大的手术了吗?手术背后的科学,真的足够过硬了吗?换头:历史悠久的尝试。第一例成功的头部移植手术(换头术),完成于1970年的美国。由罗伯特·怀特(Robert White)领导的研究小组将一只猴子的头部移植到了另一只的身体上。
不过,他们并没有试图将头部和身体的脊髓连接起来,所以移植的猴子脑袋无法移动它的新身体,但它能在人工仪器的辅助下呼吸。那只猴子存活了9天,其后死于免疫系统对头部的排斥。
今年年初,任晓平也进行了类似的操作,他执刀的猴子换头术见诸于媒体报道。虽然写稿的人连骨髓脊髓都分不清,但是胡care?有那张粗针脚的猴头照片就足够传播了(照片太惊悚,放在文末了)。同样的,这台手术也只是接通了血管,让猴头不死,但是脊髓和其他神经没有办法联通,所以顶好是高位截瘫。十几个小时后,出于“人道主义考虑”,这“两只”猴被人道主义消灭了。
其实,这种只接血管不接神经的换头手术,60年前人类就做的麻溜的了。上世纪50年代,前苏联的器官移植先驱弗拉基米尔·德米霍夫(Vladimir Demikhov)做过大量的双头狗手术——把一只小狗的前半截“嫁接”到一条大狗身上。根据国内的报道,1959年,哈尔滨医科大学的赵世杰教授也进行了两例狗换头实验。这些双头狗的死因几乎都是排异反应。
真正意义上的“换头”道阻且长。在“换头热”之后相当长的一段时间内,科学家们似乎放弃了这种惊悚项目,转而开始专注于完善各种复杂器官的移植技术。其中一个原因是:类似于脊髓横断再连接的神经外科手术没有什么进展。如今,像手外科这样的领域,缝合一根神经使其恢复功能已经是不在话下了。然而,脊髓或者脑的损伤不一样,如果把断肢再植的神经重建比喻成水管工操作的话,让断裂的脊髓重新联通无异于抢修一条决堤的大河。
近几年来,也有一些前瞻性的研究,比如在小鼠的实验里,德国科学家把聚乙二醇涂在受损的脊髓两侧,有效防止了疤痕组织的产生,促进细胞膜上的脂类融为一体,就像热水让干意大利面粘在一起一样。——聚乙二醇,也就是PEG,倒也不是什么了不起的材料,每管化妆品里几乎都有它。卡纳维洛用两截香蕉与一撮意大利面来演示他的想法。这台“世界首例换头术”中,聚乙二醇也将扮演关键角色。
卡纳维洛曾经表示:“如今各种有关头部移植手术的技术都已经成熟。”其中就包括被他寄予厚望的聚乙二醇。然而,其他人却对此持怀疑态度,认为脊髓融合技术还不足以支持头部移植手术。普渡大学麻痹研究中心主任理查德·博根斯(Richard Borgens)表示:“没有任何证据表明,在头部移植手术以后,脊髓和大脑的连接会产生有效的感觉或运动功能。”
世界首例换头手术将如何操作?
手术过程如下:冷却受体头部和供体身体,以延长他们的细胞在无氧条件下的存活时间。剥离脖子周围的组织,并用小管子连接主要血管,然后才将受体和供体各自的脊髓切断。(卡纳维洛指出,手术的关键在于干净利落地切断脊髓。)之后,受体的头部被移到供体的身体上,二者的脊髓末端被融合在一起。期间用聚乙二醇冲洗融合区域,并在之后的几小时内不断地注射这种化学物质。
接下来,缝合肌肉和血管,让受体在三到四周内保持昏迷以避免运动。植入的电极将定期为脊髓提供电刺激,因为依据新研究结果,这样能强化新建立的神经连接。
卡纳维洛预计,当受体醒来时,他们将能够移动身体,感知自己的脸,并用同样的声音说话。他估计,物理疗法将能使这些人在一年之内下地行走。据他称,已经有若干人报名,自愿通过手术来获得一个新的身体。整个手术中,最棘手的部分还是脊髓融合。
如果上文提到的聚乙二醇无效,卡纳维洛还可以尝试其他方法,比如向脊髓中注入干细胞或嗅鞘细胞——后者是连接鼻子内壁与大脑的能自我再生的细胞。还有一种办法是用胃黏膜在两段脊髓的间隙处搭建桥梁,这种技术在帮助脊髓受损的人们恢复行走时显示了潜力。然而,卡纳维洛表示,使用聚乙二醇这类化学手段是最简单并且创伤最小的,虽然这个断言还没有得到证实。
那么防止免疫系统排斥异体组织的前景又如何?AANOS(美国神经和矫形外科医师学会年会,卡纳维洛去年在该会议上宣布这一项目)主席威廉‧马修斯(William Mathews)表示,他认为这不会成为一个主要问题。他表示,既然如今我们可以通过药物达成身体对大量组织的耐受,如一条腿或心肺联合移植,那么头部移植应该也是可行的。“我们用来预防免疫排斥的体系即其背后的理论是非常完善的。”
人的本质是什么?
换了头,我还是我吗?进行头部移植手术的另一障碍是找到一个能批准此类手术的国家。这也是他最终选择与中国人合作的一大原因。“真正的障碍在于道德伦理,”他说,“应该做这种头部移植术吗?显然会有很多人不认同这一手术。”帕特丽夏‧ 斯克里普蔻(Patricia Scripko)是美国加州萨利纳斯山谷纪念医疗系统的神经学家和生物伦理学家。她表示,许多与手术相关的伦理问题取决于你怎么定义人的生命。
“我相信,一个人的特别之处蕴藏在相对高等的大脑皮层里。但在头部移植术这个例子中,大脑皮层并没有被改变。”然而,她补充道,许多文化相信人是有灵魂的,而人的灵魂并不局限于大脑,因此这些地方的人们将不会批准这一手术。前人们关于“换头术”的手稿。
和许多没有先例的手术一样,人们还会担心“滑坡理论”:换头手术是否会终将导致人们为了外表美观而交换身体?意料之中的,外科界对换头术前景持谨慎态度。
《新科学家》杂志采访了许多外科医生,他们很多都拒绝对这一项目做出评价,或是表示这个项目听起来“太古怪”,他们甚至不会认真考虑它,毕竟手术“成功”的可能性非常的小。
态度谨慎的人之中,甚至包括国际外科医师学院(International College of Surgeons)美国分院执行理事尼克•里贝尔(Nick Rebel)——尽管他的组织与AANOS一道,为卡纳维洛提供了一个发起项目的平台,但他表示并没有赞助后者的想法。
一年前,接受采访的卡纳维洛对此泰然自若:“这就是为什么我在2013年就提及这一想法,好让人们开始谈论它。如果社会不想接受,那么我就不会做。但如果美国和欧洲不能接受这一手术,那并不意味着手术不可以在别的地方做。”
Q&A大脑移植和头部移植之间有什么区别?大脑移植需要将大脑从颅骨中取出,再安置到捐献者的颅骨中。
大脑非常的脆弱,想在不损害它的基础上将它与血管分离就需要非常复杂的手术,这比头部移植困难多了。这一移植技术能用于低温冷冻保存的头部吗?不能。卡纳维洛所提出的技术需要一个健康的人类头部和大脑。目前尚不清楚是否可以通过“解冻”低温冷冻保存的头部来复苏健康的脑组织。(想冷冻自己的人麻烦醒醒……)手术是否会造成心理伤害?
一些接受脸部或肢体移植手术的人,确实会哀伤于失去他们原本的身体部件,或感觉抵触他们的新自我形象。研究表明,像心跳或胃的咕噜声这些来自于我们身体的信息,可以影响我们的意志力、情绪和语言。现在谁也不知道,从手术室里出来的人是否还和进去时的那个人一样。手术会带来其他好处吗?如果受体头部较老,供体身躯更年轻,那么这个人将有可能会返老还童——包括身与心。
有研究显示给年长的动物输入年轻的血液可以提高它们身体的耐受力和认知功能。现在一项研究正在观察,年轻的血液是否对阿尔茨海默病患者具有相同的功效。