头颅移植手术真的靠谱吗？

出品：科普中国 制作：开普乐创客团队 监制：中国科学院计算机网络信息中心

“今年4月，意大利神经外科专家赛吉尔•卡纳维罗宣布两年内将完成世界首例人类头颅移植手术，引发外界关注。据英国《每日邮报》9日报道，手术的准备工作目前有了新进展，乐观估计，该项手术可能将于2017年进行。”

上面这则新闻是在说近日媒体上沸沸扬扬的“换头手术”。热闹之余，我们不禁要问：这个手术究竟怎么做？能否顺利实现？为了解答这些问题，我们就要追根溯源，从换头术的起源说起。

抛开古代浪漫神话不谈，人类对换头术的科学研究始于二十世纪中叶。当时在苏联和美国，都有科学家在实验动物身上进行了换头实验，其中苏联科学家德米霍夫（Vladimir Demikhov）更是搞出了“双头狗”这样的怪物。

德米霍夫的双头狗手术照片

但所有这些尝试都以失败告终，实验动物均在手术后不久死亡，而相关手术技术也从此处于停滞状态。那么换头术究竟难在哪里，让其如此高不可攀？

这就要从换头手术的技术原理上说起。

乍一看，换头术的思维非常简单，将头部整体移植到身体上。但仔细分析起来，难点就非常多了，大概可以将其划分为“三座大山”：

第一座大山：头部复杂的解剖结构

头部有着极其复杂的解剖结构，含有眼耳鼻喉和大脑等诸多重要器官。将其作为一个整体进行安全保存和手术移植，难度会非常之高。

在颈部，有着纷繁复杂的血管、淋巴管、神经投射和肌肉分布，想要一一精确缝合对接，需要极大的手术工作量和漫长的手术时间。但人类头部能否靠着体外循环设备独立坚持这么久却是个医学上的未知数。而且颈部穿行着颈椎、气管、食道等重要结构，手术后这些重要器官能否正常行使功能，也难以预测。

更不用说移植手术的另一个难点——缺血再灌注损伤，即使以上所有手术操作都精准及时，血液复通进入头部之后仍然可能会发生严重的损伤，最终导致移植头部包括脑、眼在内的诸多重要器官功能受损。

第二座大山：来自身体的排斥反应

即便手术顺利，也没出现严重的缺血再灌注损伤。在整体移植后，头部也将面临来自身体免疫系统的排斥反应。所谓排斥反应，就是机体免疫系统对外来组织、细胞的攻击行为。

在平时，这种反应是保护身体健康的钢铁长城，但在移植手术时，机体的排异反应就成了致命的双刃剑，若不使用特殊药物抑制，就可能迅速导致植入器官死亡。而人体的免疫系统经过长期进化已经极为复杂，其运行机制到现在也没完全研究清楚，免疫抑制剂在使用中也有很多副作用和不可控情况。

雪上加霜的是，由于手术移植的并非单一器官或组织，而是整个头部，其中涉及的器官、组织类型非常繁杂，抗免疫排斥治疗难度更是难以想象。

上文提到的苏联狗头移植实验就是因此失败的。我们现在虽然已经对排斥反应有一定的控制能力，但稍有不慎，移植的头部仍然会被身体的免疫系统迅速摧毁，患者也将面临死亡。

第三座大山：建立头与身的神经联系

患者的头部如何与身体建立起神经联系，是换头术面临最严峻的难点。

须知，头部移植会将颈部整个截断的，其中就包括颈椎内的脊髓。而脊髓，是向身体外周神经系统传达大脑信号的“高速公路”，自身也有一定的神经调节功能，将其在如此高的位置截断，无异于人为造成了高位截瘫！

目前，对于神经损伤修复的研究虽然开展得如火如荼，神经营养因子、生物工程替代材料甚至神经干细胞都纷纷八仙过海各显神通，但大部分技术都依然在实验室中摸索尝试，至今仍难在临床患者身上完成如此重任。

回到目前头颅移植手术，就算患者挺过了上文所述的所有八十一难，最后也难免在这个神经连接难题前功亏一篑，最终只能以高位截瘫的状态苟延残喘。

综上所述，这次赛吉尔•卡纳维罗（Sergio Canavero）和任晓平主持的换头手术成功概率可能并不大，现有的技术尚未完全准备好进行如此复杂的手术。

换头术带来的医学进步

当然，换头手术的研究本身是有其积极意义的。对换头术等移植手术的探索事实上促进了对上文“三座大山”的攻克进度，可以推动整个移植医学和再生修复领域，其研究成果更会使无数各类疾病的患者受益。

因此，这次换头术本身成功与否并不是最重要的，相关领域的科研成果才是现阶段实打实造福人类健康事业的科学进步。而对于一些饱受身体严重疾病但头脑健全的人来说，换头术有朝一日的应用也能使他们从病魔的痛苦中得到极大的解放，甚至恢复健康的生活。

换头术面临的伦理挑战

换头术的确能极大地带动的相关科技的发展，促进人类健康。但有人担心，若有朝一日换头手术真的突破重重困难大规模应用了，对社会是否会造成很大的影响？

人之为人，最重要的就是其思想和记忆，而这二者都是和大脑紧密相关的。换头手术与其说是“换头”不如说是“换身”，并不会对患者的社会身份认知造成太大影响。当然，由于生殖系统属于更换的身体，因此患者康复后如果进行生育，将会面临一个“孩子是谁的”问题。

还有一些人猜测，换头术是否能让人延年益寿甚至长生不老？

答案是否定的。人类的神经系统（包括大脑）自发育完成后就基本失去了再生能力，几乎所有神经细胞都无法继续分裂，可以说是“用一个少一个”，这也是上文中神经损伤修复如此困难的根本原因。

换头手术本身并不能直接逆转患者大脑的衰老。因此，换头术更多地是为身患重症的患者提高生命质量，而非延长生命时间的续命法宝。

“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。本文由科普中国出品，转载请注明“来源：科普中国”。