[科普中国]-神经外科专家：换头手术后功能性恢复还很难实现

这几天，一则医学新闻火了：意大利神经学家塞尔焦·卡纳韦罗11月17日宣布，他的团队在哈尔滨医科大学任晓平大夫的参与下，在中国完成了世界上第一例人类头部移植手术。虽然手术是在遗体上进行的，但此则科学新闻足够引起全世界的关注。在人类历史上，把头部从躯体上取下，然后正确地装回躯体，并恢复功能的，至今还没有取得过成功。事实上，头部移植手术的研究却一直在进行，早在1954年，前苏联外科大夫就成功地将一只小型家犬的头部（包含部分胸部和前肢）移植到大型家犬身上，制造了一只“双头犬”。而1970年，美国科学家罗伯特.J.怀特曾经成功地在恒河猴身上实现了换头。中国开展过相关研究，1956年哈尔滨医科大学第二附属医院的赵士杰就成功实现了“双头狗”试验。换头手术的难度是可想而知的，需要克服断体再植和器官移植的双重困难。解放军第十一医院神经外科的范贝贝医生列举了换头手术中的技术难点：异体排斥问题；血管和脊柱吻合问题；脊髓融合问题；疼痛控制问题；脑组织缺血和再灌注损伤问题等。这些还仅仅是技术层面的问题，真正实施“换头术”时还可能面临极大的伦理道德挑战。然而，在现代外科医学中，上述的各项难点都有相应的解决方案，“换头术”需要的只是将这些方案进行整合。成功进行恒河猴头部移植的怀特医生生前曾经发表文章展望了“换头术”的实施方案。他指出，换头术中首要的问题是如何保证人脑能够获得充足不间断的血液流通，因为人脑和其他任何人体器官不一样，如果离开了血液循环，会在四分钟内死亡。因此，在手术时，医生们必须监测大脑的反应——这点可以通过把脑电图仪的电极放在头皮上来完成。另外，要换的人头还应该固定在环形器具中，以保持其稳定和移动安全。怀特认为，进行换头手术的手术室应该是特别设计的，其大小相当于普通手术室的两倍，因为它得容下两个手术小组同时进行手术。而手术的基本过程如下：当两个病人完全麻醉之后，两组医生分别深度切开两个病人的脖子，小心分离出所有的肌肉和组织，以便暴露出颈动脉、颈静脉和神经；紧接着，医生们应该用能防止血栓形成的肝磷素包住所有的导管，确保大脑能得到充足的血液循环，这样的话也就保证大脑不会缺氧；然后，医生们应该取下病人颈脊上的骨头，切开脊髓四周的保护组织；在脊髓和脊柱成功分离之后，其中一个病人的头就能取下来，立即转移到与第二个病人人体循环相联接的管子上，当然第二个脑部已经死亡的病人的头已经在这之前取掉了；这些完成后，医生们将一根根地清理血管，把它们一对一地缝接到新身体上。已经打开的脊柱将用金属片来缝合固定，最后再将肌肉和皮肤将逐层缝上。怀特医生在恒河猴身上进行的试验充分证明了“换头术”的可行性。接受手术的恒河猴存活了8天，不仅存在意识，而且可以进食，甚至眼睛还会追踪实验人员的走动。怀特本人认为，在人类身上实现同样的手术难度甚至更低，因为人类的血管直径更粗，而且解剖学结构更明了。这是神经的显微结构，外科医生需要将每一根纤维对准才能让断肢正常恢复功能，临床上目前还很难实现。而作为当今“换头”领域的领军人物之一，哈尔滨医科大学的任晓平在2014年成功实现了老鼠换头手术，换头后的实验鼠存在自主呼吸和心跳，并存活了3小时。之后，团队又在猴子上取得了同样的结果。然而，实验中仅对老鼠的头部和躯干见的动脉和静脉进行了连接，并没有融合脊髓和神经。老鼠的呼吸和心跳是由供体躯干脊索上保留的部分脑干“驱动”的，移植过来的头部自然也不能控制躯干肌肉的运动。就像断肢再植一样，如果以成活作为手术成功的标准，那么我们可以预期“换头术”的成功率不会太低。但就像断肢再植一样，功能性恢复才是“换头术”的终极目标。解放军第十一医院的范贝贝医生就指出：断肢再植成活的把握很大，但是术后患者断肢功能的恢复则是一个漫长而痛苦的过程，而且再植的断肢几乎没有可能恢复到之前的水平，这主要是由神经损伤造成的。相对血管肌肉骨骼等器官，断肢再植手术中难度最大也是成功率最低的就是神经的接驳。神经纤维就像一根导线在中枢神经和肢体传递着电化学信号，为了防止神经之间“漏电“，神经纤维被”绝缘“的神经鞘包裹。范大夫指出，在断肢再植的手术时，外科大夫需要将每一跟直径不足一毫米的神经纤维对准，再用特殊的生物胶实施黏合。这仅仅是一根手指或一个手掌的情况，而整个大脑和躯干的神经连接将是多么复杂的情况。范贝贝表示，“换头术”也许可以实现患者头部和躯体的存活，患者也可以自主实现心跳，呼吸，消化，但真正要做到“让霍金站起来”，现有的医学技术恐怕还是很难实现的。毕竟，脊柱受伤导致的高位截瘫目前还是不治之症。作者 陈耕石文章由企鹅科学和科普中国联合推出转载请注明来自“科普中国”