“换头术”只是一场闹剧？

医学界总是时不时带给我们一些“惊悚”的研究，比如给身体“换个头”继续生活。

患有霍夫曼肌肉萎缩症的30岁俄罗斯计算机科学家瓦雷里·多诺夫说，他决定让意大利医生塞尔吉奥·卡纳维洛为自己进行头部移植手术，将头部接在一个新的身体上。卡纳维洛医生将这一计划命名为“天堂”（HEAVEN），这是“头部接合手术”的缩写。他曾在今年年初称，人脑移植在脊髓融合、防止免疫系统排斥反应等瓶颈可被攻克，将最早在2017年实现。

蝌蚪君邀请了西安第四军医大学全军神经科学研究所、西京医院眼科教授游思维，和各位一起聊聊不可思议的“换头术”，到底能不能实现。

蝌蚪君：头部移植手术在理论上可行么？

游思维：理论上是可行的。上世纪80年代初，随着神经科学研究技术的不断提高与完善，加拿大科学家阿尔伯特·阿古阿约将取自大鼠后肢的一段周围神经植入脊髓，成功诱发了被切断的中枢神经在周围神经里的长距离再生，首次证实了包括脑与脊髓在内的中枢神经能够被诱发再生。这一重大突破，使人类最终攻克中枢神经系统的顽症在理论上成为可能，也重新燃起了人们探索换头的热情。

三十多年来，在世界各国神经科学家的不懈努力下，极为复杂的中枢神经再生研究取得了令人鼓舞的进展。科学家们总算找到一些办法，让被完全切断脊髓的大鼠用一度瘫痪的后肢一瘸一拐地走路。

这些研究成果的意义在于，损伤的脊髓与脑之间的上下联系最终能够重建，截瘫病人有望甩开轮椅重新站立行走，换头的梦想在理论上也有了实现的可能。

蝌蚪君：科学家之前做过类似的实验么？

游思维：之前有过类似的动物实验的报道。自上世纪初始，美国和俄罗斯科学家就多次尝试过给狗换头，但都未成功。20世纪70年代，美国神经外科医生罗伯特·怀特获得初步成功。经过长期不懈的努力，他发明了先进的医疗设备，能把准备换头的头部血液循环的温度降低到10摄氏度，使得猴脑在中断血液循环长达1个多小时的换头手术过程中不发生死亡。

最为轰动的换猴头手术是怀特医生在本世纪初进行的，被换头的猴子不但在异体心脏供血的条件下清醒地生存了一段时间，而且能看，能听，能眨眼，有味觉及嗅觉，因为这些功能是由头颅神经自身支配的，无需脑与脊髓神经联系的重建。

怀特医生的动物换头术只是将异体的猴头和躯干对接，用金属片固定脊柱，吻合头、身之间的血管以恢复脑的血液循环，并在手术成功后的短时间内保证新的身体不会因为免疫反应排斥嫁接过来的新头，或这颗猴头不会排斥它的新身子。由于脑与脊髓的上下联系始终无法恢复，所以换头后的躯体根本不可能活动。正如怀特医生本人指出的：“那种认为移植的头真正与被移植的身体相连的说法，纯属误导……我的手术目的并不是使接受手术的那个人恢复得像正常人一样，可以用脑去指挥身体的活动。我的目的是延续生命，因为大脑代表着人的生命。”

蝌蚪君：头部移植相比于其他部位的移植，最大的难点是什么？

游思维：换头后异体脑与脊髓之间无法建立联系，这是人类至今不能开展头部移植的最大难点，也是根本原因。众所周知，断肢可以再植并恢复神经功能。这是因为与肢体同时离断的神经是周围神经，而周围神经对接后能够活跃自发再生，重新恢复断肢的神经功能。而脑与脊髓离断后，临床上至今仍无法重建神经联系，因此脑或脊髓损伤后的肢体瘫痪难以恢复。

在显微镜下观察，一条神经就像是一根绝缘电线，中间一条形似金属丝的神经细胞的突起叫轴突，外面包裹着类似绝缘橡胶的髓鞘。髓鞘是由胶质细胞所构成，而周围神经和中枢神经的髓鞘却来源于两种截然不同的胶质细胞——雪旺细胞和少突胶质细胞。包裹周围神经的雪旺细胞非常能干，可以分泌许多神经发育、生长和再生所必需的化学物质。周围神经损伤后，雪旺氏细胞立即紧急动员，一方面大量分泌神经修复所需要的营养物质，另一方面大量增殖形成条索，引导周围神经向靶组织再生长。相比之下，中枢神经就没有那么幸运了，因为少突胶质细胞构成的髓鞘非但不能提供足量的营养物质，反而会雪上加霜，分泌许多强烈抑制神经再生的化学物质。

蝌蚪君：卡纳维洛医生介绍解决方法是，将受体和供体两者的脊髓末端可以像两束意大利面一样绞起来，使用一种名为聚乙二醇的化学物质冲洗融合的区域，并持续注入好几个小时，最终，这种化学物质可以像胶水让两端脊髓融合。此外，还可以采用注入能够自我更新的干细胞的方法让脑髓跟脊髓连接。请您评价一下上述方法的可行性。

游思维：我们已经反复强调，将受体脑髓和供体脊髓的断端对接并不困难，但对接后脑髓与脊髓之间的上下行神经联系至今无法恢复。尽管能够设法将聚乙二醇作为特殊的生物胶融合脑髓与脊髓断端，但黏在一起的脑髓与脊髓间的上下行神经联系还是没有恢复。

由于动物实验中多种干细胞能有效地修复损伤的中枢神经，因此移植能够自我更新的干细胞目前在理论上是最为理想的中枢神经损伤的修复技术。临床上也有将干细胞注入病人脊髓损伤处试图修复脊髓损伤的实验报道，但功效令人失望。因此，卡纳维洛医生介绍的方法目前是不可行的。暂且不论传统医学道德和社会伦理问题，仅就当今世界的科技水平和医疗条件来看，“HEAVEN”还是一场闹剧。

蝌蚪君：如果把男人头和女人的身体移植在一起，从理论上和技术上考虑，安全么？

游思维：将男人头和女人的身体移植在一起，与将男人头和男人的身体移植在一起，或将女人头和女人的身体移植在一起应该没有本质的区别。至于伦理问题，就是另一个层面的事情了。

蝌蚪君：换头术无论成功与否，是否都会面临伦理拷问？

游思维：我个人认为，伦理学的拷问完全不是一个不可逾越的鸿沟。如果有朝一日换头成为现实，聪明的人类总有办法解决换头的伦理学争议，无论这种争议的焦点在哪里。成熟的科技早已在人体里植入他人的多种器官，对这一造福了人类、挽救了千千万万患者性命的现代医学的进步，难道还有必要在伦理上无谓地争议下去吗？

引子

我梦见自己坐在教室里。

一位教授推门而入，他既没有在腋下夹着一本教科书，也没有打开电脑准备放映幻灯片。他示意我们开始上课，然后问道：“你们觉得科学的目的是什么？”

同学们尴尬地互相看看，读书久了，学的东西越来越多，“科学”俩字反而显得有些遥远。不少人私下里自嘲说：“我们不生产科学，我们只是科学的搬运工。”换言之，就是个讨生活用的技能。

当然，这些话实在不好放在台面上说。于是，有的说，为了造福人类；有的说，为了服务祖国；还有的说，为了减少病人的痛苦。

教授摇摇头：“你们说的这些都是技术，不是科学。科学其实没有那么明显的功利性，它很多时候就是为了满足人类的好奇心，为了尝试某种可能。”

我从神话里来

换头术对于人们来说，早已经不是件新鲜事了，实际上，它是隔三差五就被拿出来重新炒一遍的新闻。比如曾有一则假新闻闹得沸沸扬扬，该新闻报道说，美国的罗伯特.怀特博士表示“所谓换头术，是指把一个人的脑袋移植到另一个人的身体上——我不敢说，换头术明天就能成功，但今年内获得成功几乎是肯定的事。”1

头脑移植术是噱头吗？在这件事上，普通民众和专业人士，展现出截然不同的态度：前者极其热情，后者分外冷静。

科学上来不得半点虚假，即使是讨论“一种可能”。天马行空、不着边际，与科学预言之间也有很大区别。

“那么，关于换头术的历史应该从何说起呢？”教授说，“从1816年的一个黄昏说起。”

在瑞士日内瓦湖畔的一幢住宅里，四个人围坐在另一边轮流朗读神怪故事消闲解闷。这其中有拜伦勋爵，有雪莱，一位医生，还有雪莲的妻子玛丽。有人提议每个人自己编造一个恐怖故事，雪莱夫人苦思冥想，却什么也没想出来，不过这并不妨碍她留名青史。因为数日后，她做了一个噩梦，梦见一位科学家，将肢解的尸体缝合起来，并且通过雷电给与其生命。2

这就是著名的《弗兰肯斯坦》，它被誉为现代科幻小说的鼻祖。它大概是人类历史上第一次试图用“机械的方式”描述生命。换言之，生命不再是神的禁区，它是可以被认知、被创造的东西。

无独有偶，东方也有对于换头术的憧憬。蒲松龄在《聊斋志异》里，就写了一个名为《陆判》的故事。一位书生的性格豪放，学习很刻苦，然而他的性情驽钝，文章一直写不好。巧合之下，他结识了陆判官——一位地府的神明。这位判官从冥府之中千挑万选，选出了一颗慧心，帮他换上，从此书生的文章就变得极其出色。书生激动之余，又请求判官帮自己的妻子换一副长相。判官先去找来一颗美女的头，然后掏出匕首，将他妻子的脑袋割下来，最后把美女的头按上去。

他妻子醒来之后，“觉颈间微麻，面颊甲错，搓之，得血片，”，大惊之下拿水清洗，“引镜自照，错愕不能自解”。

这个故事的神奇之处在于，“陆判”不但帮她换了一颗脑袋，而且保留了她原本的思想和记忆。现在，即使一个普通人也明白，这在现实中是不可能的。

生存还是毁灭？

不管是在小说里，还是在现实里，人们从来没有停止过对换头术的关注。

1954年，苏联科学家弗拉基米尔.德米科霍夫进行了他极富争议性的手术。在莫斯科郊外的一个实验室里，他将一只小狗的头、肩膀和前腿移植到了一只成年德国牧羊犬的脖子上。他向来自世界各地的记者展示了这一“作品”，狗的两个头都可以呼吸、活动，并且都能进食。3

这一罕见的时刻被镜头记录了下来，德米科霍夫在其后又制造出了多只“双头狗”，却没有一只能够长期存活。

他进行实验的主要目的是为了掌握人类心脏和肺的移植：小狗被切除了心脏和肺，要依靠大狗的呼吸系统和血液循环系统。做这些奇怪的实验是为了要知道能否通过把一个病人同另一个人的血液循环“连接”到一起来救治他。

“人们谈论这些，研究这些，甚至狂热的追求这些，说明这些事有吸引他们的地方，”教授说，“换头手术的意义究竟何在？”

第一，大脑一直是最神秘的器官，它并不像骨骼、肌肉或者血液循环那样易于观察。人类对于大脑的研究从未停止过，且进步神速，但仍然还有许多谜团没有被解开。可以说，“换头手术”不过是大脑研究的过程，必然会出现的一个小插曲。

第二，对于普通人来讲，“换头手术”意味着谈资，意味着新奇，意味着可以暂时满足好奇心。在科普还不够及时、有效、广泛的情况下，他们会一次又一次追逐着这些话题。

第三，总有一些不幸的人，他们可能患有肌肉萎缩，恶性肿瘤，或者，因为事故导致瘫痪。对于他们来说，“换头手术”提供了一种可能——康复，消除痛苦，像正常人一样生活。

以点破面

就目前的科学水平来说，换头术是不可能实现的，并且在将来很长的时间内仍将如此。

首先是伦理问题。这不是本文重点，所以不会详细描述。不过可以想象的是，假如一个人的大脑移植到另一个人的身体上，他们将面对怎样的社会压力，更重要的是，他们该如何看待自己？

其次，中枢神经系统的再生，是个大难题。脊柱中的脊髓里包含有无数条神经，这些神经束集中在大脑，大脑组织生长在头颅中，受头盖骨的保护。大脑是神经中枢，是向人体下达命令的总司令部。不论呼吸、心跳等生命节率，脸红、耳热等生理反应，还是手舞足蹈等行为动作，大脑下达的命令信号都是靠脊髓神经传递的。有的人由于腰部受重伤，可能导致下肢失去知觉乃至瘫痪。其实，这是由于脊髓神经在腰部一段被阻滞、压迫甚至被切断造成的，这样，大脑下达的信号到达不了下肢，下肢神经末梢接受到的刺激无法传回大脑，下肢甚至下半身就“不是”自己的了。如果一个人身首异处，从颈部就被彻底切断了脊髓，再想用神经外科手术的方法把神经束一根根缝合，在现阶段是根本没有可能的，更不要说功能完整。4

再次，人在身体方面存在排异反应。我们偶尔会看在新闻中看到，白血病患者想做骨髓移植，需要志愿者前去配型。为什么要有这一步呢？因为经过漫长的进化，人类的免疫系统已经变成一支高效的军队——它会识别自己和异物。在同种异体组织、器官移植时，受者的免疫系统常对移植物产生排异反应，这是一个十分复杂的免疫学现象，涉及细胞和抗体介导的多种免疫损伤机制，都是针对移植物中的人类主要组织兼容抗原HLA（human leucocyte antigen，人类白细胞抗原） 的反应，供者与受者HLA的差异程度决定了排异反应的轻或重。除单卵双生外，两个个体具有完全相同的HLA系统的组织配型几乎是不存在的，但选择供者与受者配型要尽可能接近，是异体组织器官移植成功的关键。

最后，头颅的保护工作如何做？既然是换头手术，肯定要切下甲的脑袋，换到乙的身体上。在这个过程中，必然有一段时间，大脑是离开身体的。这就意味着大脑会在这一段时间内失去供血，失去氧气和营养。以大脑的脆弱性，如何对它进行有效地保护？

那么，换头手术的转机会出现在哪里呢？

一是神经外科取得突破。

现代神经外科创始于19世纪后期，时至今日仅100多年的历史，但其发展速度却是惊人的。从初创至今，已大致经历了经典神经外科、显微神经外科和微创神经外科三个发展阶段。近年来，随着神经组织工程技术的进步，干细胞研究的深入和显微及功能神经外科的发展，现代神经外科逐渐进入修复与重建神经外科时期。

所谓修复与重建神经外科，是研究神经系统先天性畸形、外伤、出血、中毒、感染、变性和肿瘤等导致神经系统结构缺损与功能丧失后的修复和维护，以细胞组织移植、神经组织工程修复和人造设备重建神经功能为主要治疗手段，使受损的神经系统能在解剖形态上得到修复或功能上得到重建的一门新兴学科。其内容包括神经组织工程研究，神经组织修复材料的研制，神经组织的再生与修复研究，干细胞研究，移植手术方式研究，移植后工程组织的生存状态和功能恢复及神经功能重建等。

可以想象的是，假如神经外科取得突破性进展，我们就有可能将一个人的脑袋接到另一个人的身体上。不过，需要格外强调的是，这一手术的结果极有可能只是外观上的修复——大脑和脊髓的每一条神经都被成功接到一起，但是功能不完善甚至没有。

二是免疫学研究取得突破。

前文已经说过，人类的免疫系统可以识别“自己”和“异己”，异己的物质就是抗原，它会刺激人体产生免疫应答，对抗原进行攻击。

在器官移植中，以眼角膜移植为例，角膜移植是众多器官和组织移植中成功率最高的，然而移植后的免疫排斥反应仍是导致角膜移植术失败的丰要原因。多年的临床研究证实，角膜移植免疫排斥反应的发生与手术方式、植片大小、角膜新生血管的数量、角膜受损及感染程度、手术次数等密切相关，这些因素称为角膜移植的高危因素。

为了减少排斥反应，目前的预防手段就是配型，不过在换头手术中，这显然不适用。而主要的预后手段是运用药物，比如皮质类固醇药物，降低免疫系统的排斥性。

曾有报道说，美国路易斯维尔大学的苏珊娜·依茨泰德（Suzanne Ildstad）利用了化疗、放疗、造血干细胞等综合疗法，排除了引起免疫排斥的细胞，同时保留骨髓中某些类型的骨髓来源细胞，以此减少乃至消除患者的排斥反应。

假如这项技术最终被广泛运用，可以预知的是，换头手术至少不会面临因免疫系统引起的失败。

三是大脑的保存技术取得突破。

大脑的保存有两个方向，一个是既在物理上保存大脑的完整性，又保证大脑的功能，另一个是单纯保存大脑的功能。

前者比如经典科幻剧《神秘博士》里的杰克·哈克尼斯。他是主人公神秘博士的伙伴之一，因缘际会之下，变成了Boe之脸（the Face of Boe）。这是一颗巨大的脑袋，被外星人保存在玻璃罐子里，里面充满着不知名溶液。他从此有了几乎无限的生命。

Boe之脸

这种技术一旦出现的话，即使换头手术不能实现，也能为那些罹患肌肉萎缩、恶性肿瘤的人提供新的希望。

后者比如科幻**《超时空骇客》中的女主角为了拯救濒死的男主角，将他的想法、记忆、思维模式，或者可以说灵魂，上传到一台超级计算机里。

话又说回来，假如真有了这种技术，换头手术就压根没有必要了——反正不换头也能继续活下去。

总结

“一种可能，或者说，幻想，能为人们的想象力提供舞台，能激发人的创造力。它具有美学价值，具有认识论的价值，甚至具有预言的价值。如果人类那些美好的想象符合客观规律，那么经过艰苦的努力和严谨的科学实验，就能把它变为现实。反过来，假如想象本身并不符合客观规律，它就一定不能实现，不管过多久都一样。”

教授拍拍手上的粉笔灰说：“下课。”

我醒来，进行总结：

1. 换头手术从目前来说是不可能的，普通人应该学会辨识科学进展和科学谣言；

2. 即使这种技术在未来真能出现，也未必会大量被运用到临床，仅伦理一项，就是很大的难关；

3. 科学在进步，随着机械外骨骼等技术逐渐取得突破，换头手术可能还没迎来实现的曙光，就已经被更好的技术取代了。

参考文献：

1. 任秋凌. 美国科学院出语惊人—人类换头术年内成功[J]. 全球科技经济瞭望, 1998 (9): 39-39.

2. 钟世文. 雪莱夫人和她的《 弗兰肯斯坦》[J][J]. 世界文化, 1984, 2: 013.

3. 译言网，http://article.yeeyan.org/view/228644/203529.

4. 华琦翼. 换头手术谁能做?[J]. 中国青年科技, 2002, 2: 000.

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