科學的換頭（從小說奇談到科學實驗）
2023-06-14 05:59:18 2
英國《每日郵報》2017年11月17日報導稱，義大利神經學家塞爾焦·卡納韋羅當天在奧地利首都維也納召開新聞發布會，宣布世界上第一例人類頭部移植手術已經在一具遺體上成功實施。參與這次手術的中國哈爾濱醫科大學教授任曉平說，「經過長達約18小時的手術，我和團隊成功將一具屍體的頭與另一具屍體的脊椎、血管及神經接駁。」面對各方的質疑，參與該手術的專家出來解釋更正：「我們並沒有做換頭術，而是按照科學步驟完成了第一例人體頭移植實驗模型。」
科學家都換過了什麼「頭」？
換頭術在志怪、科幻中早有出現。《聊齋志異》卷二第五篇《陸判》就講述了這樣一個故事：陸判給給他的好朋友朱爾旦換了一顆好的心臟從而解決了他心竅堵塞的問題，朱爾旦於是請求陸判給他的妻子換一個美人首，陸判滿足了朱爾旦的請求。香港著名作家倪匡所編寫的《衛斯理傳奇》中的《換頭記》也塑造了「換頭」的情節。不過，「換頭」早就不僅是天方夜譚的故事了，與之相關的科學實驗已經有一百多年的歷史。
世界上最早進行換頭術的華盛頓大學生理學和藥理學教授查爾斯·克勞·德格斯（Charles Claude Guthrie），他率領團隊於1908年把一條狗的頭移植到另一條狗的脖子旁邊，創造了世界上第一條雙頭狗，這項工作被視為換頭術的開端。此後，又有幾例類似的換頭試驗。1954 年，蘇聯科學家 Vladimir Demikhov將一隻小狗的腦袋移植到一隻成年狗的脖子旁邊，導出一隻兩個頭的狗，這隻「雙頭狗」最後僅僅存活了 6 天。1956年，哈爾濱醫科大學附屬第二醫院教授趙士傑也挑戰狗頭移植，最終也挑戰成功，但是雙狗頭也只是存活5天零4小時。上世紀七十年代，美國科學家做了兩隻狗換頭的實驗，換了頭的狗沒有超過20小時也死了。
1970年，俄亥俄州凱斯西儲大學醫學院的羅伯特·懷特（Robert White）領導一支研究團隊進行了猴子的換頭手術。他們把一隻猴子的頭顱移植到另外一隻猴子的身上，但是受技術限制並不能進行脊髓連接。最後，猴子由於免疫排斥、無法行走等原因僅僅存活了9天。2013年7月，任曉平帶領哈爾濱醫科大學團隊成功完成了老鼠頭部的移植，但是老鼠只存活幾個小時。2014年，任曉平博士根據其對小鼠進行頭顱移植試驗的探索，提出「異體頭體重建的小鼠模式」觀點。2016 年 1 月 21 日，義大利都靈高級神經協調組的神經外科醫生塞爾吉奧·卡納維洛（Sergio Canavero）醫生向媒體宣稱，中國的任曉平博士成功進行了猴子換頭手術。在該手術中完成了血管吻合，但是並不能連接脊髓神經。手術後20小時，出於道德原因對猴子採取安樂死的措施。
狗、猴子和老鼠等動物的換頭手術都已經進行過了，但科學家們並不滿足，把目標轉向了「人頭」。人類換頭手術這個大膽的想法是塞爾吉奧·卡納維洛在2013年提出的。他想通過換頭術治療那些肌肉、神經已經退化或者器官布滿了癌細胞的病患者。這原本僅僅是一個理論上的想法，直到一名患者願意犧牲自己來推動這個設想的實現。2015年6月，身患先天性肌肉萎縮症的俄羅斯計算機工程師瓦雷裡·斯皮爾多諾夫（Valery Spiridonov）表示，他決定把自己的頭交給塞爾吉奧·卡納維洛，由他移植到一個腦死亡的健康軀體上。他們將此計劃稱為「天堂計劃」，而且把手術時間定於2017年。實際上，2015年9月，任曉平博士表示將加入這個手術團隊。
人類頭顱移植手術是否可能？
對於換頭能否成功這一問題，不同的科學家持不同的態度。首都醫科大學宣武醫院功能神經外科副主任胡永生教授認為該技術具有可行性：「將來，頭顱移植完全有可能成為現實，但現在差得太遠太遠。」而加州大學戴維斯分校的神經外科臨床教授哈裡·戈德史密斯的態度卻表示：「這是一個具有壓倒性難度的計劃，如願以償的概率非常低。我不相信它真的會奏效，併發症的隱患防不勝防。設法讓健康人保持昏迷達 4星期之久是難以想像的。」
事實上，換頭術的可行性需要從該手術的幾個關鍵階段及其可能性後果進行考察：
第一、進行預處理，即對接受頭部移植手術的病人和捐贈人進行降溫處理，從而放慢細胞死亡的速度，然後用鑽石刀或納米刀進行頭顱切割，切斷脊髓，並且儘可能保證傷口清潔。經過冷凍的大腦組織在解凍之後能否恢復到原先的健康情況，目前冷凍技術尚不能給出確切的保證。
第二、連接神經、脊髓、血管、肌肉和皮膚等。廈門大學器官移植研究所所長齊忠權在接受《財經》記者採訪時表示，沒有科學數據表明切斷的脊髓可以重新連接。不過，中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員戴建武於2015年4月展開的一項臨床研究使一位腰段脊髓損傷受試者經過一年得到了康復。
第三、使用特殊粘合劑吻合斷面。韓國CHA大學生命科學學院教授Kim通過小鼠實驗證明聚乙二醇（PEG）可以用作連接脊髓的粘合劑。但塞爾吉奧·卡納維洛也承認，即使脊髓神經都正確地連接起來，促溶劑也不足以讓脊髓完全融合，以使軀體能夠受到大腦的正確指揮。
第四、促進脊髓連接端生長、中樞神經再生。傳統醫學理論認為，中樞神經細胞是不可再生的組織。而奧地利維也納醫科大學醫學物理學與生物醫學工程中心教授凱仁·米娜珊發表的論文稱，脊髓電刺激在受損脊髓重建方面非常有可塑性。
總之，要想做到頭顱成功地移植到軀體上並且具有生命特徵，就必須得保證脊髓、神經、血管、骨骼和肌肉天衣無縫地連接，當前的醫學技術在這些方面還存在著許多困難。任曉平教授認為，神經再生、免疫排斥反應和大腦的低溫保存以及缺血再灌注損傷的預防問題是需要攻克的三大障礙。
假設移植成功，還需要解決類似於器官移植會導致人體免疫系統對外來器官的強烈排斥的問題。在羅伯特·懷特研究團隊對猴子所做的實驗中，猴子最後死亡就是由於免疫排斥效應造成的。塞爾吉奧·卡納維洛醫生也承認免疫排斥是頭顱移植術的一個障礙，目前的應對方法是在出現排斥反應時注射抗排斥免疫抑制劑。
換頭術觸動了哪些倫理之弦？
頭顱移植手術目前還處於實驗階段，不過科學家認為這項手術或許能夠幫助治療大腦完好但身體患病的患者，例如脊髓受傷、癌症和肌肉萎縮症的患者。然而，儘管該手術目前還沒有進入人體臨床試驗階段就已經引發了巨大爭論，甚至比最近的基因編輯技術所激發的更加激烈。
邊巴扎西、李磊等研究人員提出質疑稱，如果手術不成功，導致移植的頭顱死亡，這是一起醫療事故，還是一起刑事案件？在安樂死尚存在巨大爭議、動物頭顱移植實驗都未完全成功過的今天，人體頭顱移植這一安全係數極低，甚至毫無安全係數的手術是否有必要進行？此外，經過漫長的發展時期，器官移植是否具有道德性的問題本已不再是倫理爭論焦點，但其有效利用率和分配公平性一直存在爭議，頭顱移植的提出無疑激化了爭議。
如果換頭手術成功，醒來的人到底是歸「頭者」所有還是歸「身體」所有呢？塞爾吉奧·卡納維洛認為是頭，但原中國衛生部副部長黃潔夫卻這樣說：「人有意識、有精神、有靈魂，我可以告訴你，人體活的細胞代表了整個人，不是頭代表人，全身每一個活的細胞都代表。」在他看來，在身體上進行「換頭術」，違背了倫理，違背了對生命的尊重，而且違背我們國家的法規。儘管目前該手術在科學界的一些專家看來是「無稽之談」，但公眾也開始擔心它最終是否會導致有人出於審美目的而調換軀體。
關於所引發的那些爭論，任曉平教授的態度還是比較堅決的，他認為，倫理學是個行為規範科學，如果一個技術可以有效延長人的生命，倫理學沒有理由不批准。對於新事物，倫理學可以限定一個規範，讓新技術在這個框架以內進行，但沒有道理阻礙科學的發展。然而，中國人體器官分配與共享計算機系統主任王海波對此表示出堅決的反對態度，他認為，國內外所有專業人員都不認可這是移植，這不是移植，更不要談一系列倫理問題。
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