头颅移植：人类永生的捷径之一？这项技术还差多少个“最后一公里”？

在2024年的5月，BrainBridge公司高调官宣要开发世界首个换头手术的操作系统[1]。初次看到这个新闻时，派派的表情是这样的：

倒不是说“换头”的概念很离谱，毕竟咱早已在许多科幻作品的熏陶下见怪不怪了，但是如果现实中真有个正儿八经的企业说他们要整换头的狠活儿，那派派就不得不坐直身子来看了。

对于一个混迹抗衰圈的老油条而言，假设换头手术已经具备了（各种意义上）完全的可行性，那么就有了一种理论上可以重置身体年龄的方式，人们也将掌握一种最极端的抗衰老形式之一。

但是，技术的发展不是一蹴而就的，哪怕是一款平平无奇的药物，也是要经过细胞实验-动物实验-人体临床实验这一套“九九八十一难”的。而如果我们打开BrainBridge的官网，会感觉他们的手术目标直指人类[2]：

在官方的演示视频中，他们表示自己开发了一种智能手术机器人平台，以便对并排的两个身体同时进行手术。 

而且在视频中，还提到了很多用来营造真实感的技术细节，比如：

为了降低细胞代谢速率，延长脑组织在缺血状态下的存活时间，手术全程在5℃下进行。

他们会使用一种特殊的化学粘合剂——聚乙二醇，来接驳受损的神经元以及脊椎。

由于新连接的神经、血管极其脆弱，任何不当的移动都有可能破坏愈合的质量，所以患者在术后需要保持4周的昏迷。

类似的叙述还有很多，这些信息试图频繁的给我们一种感觉——兄dei！你这PPT写的不错啊，你的工程方案看起来很完善啊，感觉下一秒就可以直接上手术台了呢！

但是派派忍不住想问一句，这么牛掰的手术，在动物模型身上测试过了吗？

结果翻遍了BrainBridge的官网，愣是没找到一点动物实验相关的资料。那么在BrainBridge公司之外，换头手术是否在动物身上有过成功的先例呢？

为了探究这一问题，首先我们要明确概念，通常我们说的换头手术，严格的说法叫头部移植，另一个比较容易让人与之混淆的概念是“大脑移植”：

图注：电影《逃出绝命镇》里就是大脑移植（如果你没看过这部电影，很不幸，你已经被我剧透了doge）

头部移植的重点在于颈部的连接，而大脑移植则只是将一个脑组织放进另一个颅腔中。

说到头部移植的发展史，它确实不像常规科研一样，先拿果蝇练手，再到小白鼠，然后才碰大型动物。因为最早琢磨这事的不是生物学家，而是一群外科医生。

对于外科医生而言，从动物中获取对人类手术有益的经验才是首要考虑的，而对小鼠进行手术实在很难转化为对人类手术有用的经验。因此，他们的手术刀率先伸向了人类最好的朋友——狗子。

历史上第一个头部移植手术发生在1908年，操刀手是因为在器官移植领域的贡献摘得1912年诺贝尔奖的法国外科医生卡雷尔，以及美国生理学家查尔斯·古德里奇博士[3]。

虽说卡雷尔医生是血管缝合领域的泰斗级人物，可是，即便是他，最后也没能让狗子活下来——它的头在连接到新身体后不过20分钟，就不再有血液流动，听觉、视觉也在随着时间不断恶化，医生只能选择将它安乐死（此处的“安乐”仅指技术层面的描述而非客观事实）。

后来，头部移植就陷入了长达50年的沉寂，直到1954年，又一位重量级选手——因完成世上首例冠状动脉搭桥而闻名的苏联科学家德米霍夫，也雄心勃勃地向头部移植领域发起了挑战[3]。

PS:冠状动脉搭桥，简单理解就是当心脏的供血主干道——冠状动脉堵塞时，医生会借用身体其他部位的血管（通常是腿部静脉血管），在堵塞处搭建一条“旁路”，让血液重新畅通无阻地流向心脏。

而这一次，德米霍夫所做的并非是“换头”，而是将一个狗头嫁接到另一只狗的身上，形成双头狗：

令人惊奇，这只狗最终存活了29天，且期间两个头都能够移动、视物与进食。这次手术可以说一定程度上解决了血管吻合的问题，但最终，一个新的壁障挡住了双头狗的生命——免疫排斥，简单来说就是免疫系统把移植来的器官（头）当成了“入侵者”，像对付病毒一样攻击它。

那么，我们现在拥有了预防免疫排斥的方案了吗？其实在德米霍夫的双头狗实验同一时期，人们已经发现了不少有效的免疫抑制剂，如硫唑嘌呤、6-巯基嘌呤和皮质类固醇等[3]。

然而当又一位医生（美国神经外科医生，罗伯特·怀特）于1970年在猴子身上尝试头部移植时，即便手握免疫抑制剂，也没能让猴子在术后存活超过3天[4]。

图注：怀特医生的原始论文中，展示血管拼接方式的插图

在这次实验中，怀特医生发现，要压制免疫排斥，就得给猴子灌大量的免疫抑制剂，而这样做的结果就是，猴子最终死于缺乏免疫系统的保护。

那么，有没有什么办法能在"不让身体排斥"和"保住免疫系统"之间找到一个平衡点呢？别说，到了1999年，人们就发现，低剂量的他克莫司和霉酚酸酯联合用药，可以达成类似的平衡[5]。

通过这一波免疫抑制剂配方的微创新，人们在2006年首次实现了人脸移植。法国一名38岁的女士伊莎贝尔·迪诺伊，她的脸部在一次意外中被宠物狗严重毁容，导致鼻子、下巴和嘴唇缺失，也几乎丧失了说话和咀嚼的能力[6]。

图注：伊莎贝尔·迪诺伊手术前后

后来，医生们将一名脑死亡妇女的部分面部组织移植到她的脸上，成功使她恢复了进食与语言功能。实际上，在手术完成后，迪诺伊仍旧需要定期服用免疫抑制药物。而她最后于2016年死于肺癌，享年49岁，人们推测这与她的免疫系统被削弱有关[7]。

面部移植尚且如此，那现有的免疫抑制方案，显然还远不能满足复杂度更甚的头部移植——离我们较近的一次头部移植手术，由我国哈尔滨医科大学的任晓平教授操刀，他在2016年完成的猴子头部移植手术中，活的最久的一只猴子仍旧在手术9天后死于免疫排斥[8]。

那么，假设未来的某一天，当我们真正攻克了免疫排斥问题时，我们就能实现头部移植了吗？答案仍然是“否”。在免疫排斥之后，还有很多重要关卡难以解决[9]：

No.1

脊髓的横断与吻合

当脊髓被完全切断后，里面数百万条的神经纤维应该如何精准对接？如果不能严格按照原来的位置完成拼接，那么信号的传递就会出bug。

No.2

血管重建

尽管目前的技术已经可以实现头部移植后确保血管的初步连接和血流通畅，然而，如何确保手术后头部能获得持续稳定的供血，这仍旧是个难题。

No.3

神经保护

如果说“脊髓的横断与吻合”关注的是脊髓在物理层面的重修连接和神经通路的功能恢复，那么“神经保护”的重点在于，手术过程中脑组织是缺乏血液流动的，此时要如何确保缺血情况下神经元的持续存活。

类似的困难还有很多，而尴尬的是，由于目前我们连免疫排斥这一关都还没有真正踏过去，头部移植手术后的实验动物存活期普遍过短，导致科学家甚至还没有太多机会对以上这些问题进行足够的观察与分析，更遑论解决。

图注：哈医大媒体在任晓平教授的头部移植手术前后分别发过相关报道，对比两年前后的标题，令人唏嘘

以上便是“换头手术”目前的发展情况。接下来，我们可以进一步讨论，如何去界定一个头部移植手术是否成功？

或许对于动物模型来说，只要运动能力、感知功能得到完全的恢复，并且换头后还能活得和正常寿命差不多，那么我们似乎就可以宣布头部移植在动物身上成功了。

而人类的判定标准或许要复杂的多。派派认为，在上述标准的基础上，我们至少还要确保手术后记忆的完整性、人格特征、社会功能以及患者主观的生活满意度都得到满足，才能称之为一次成功的“换头”。可问题是，这些标准在动物身上很难评估。

PS：迪诺伊女士在完成面部移植的三年后，仍旧表示，她每天照镜子时难以认同自己这张陌生的脸。

图注：换头可能引发的经典哲学问题——我还是我吗

最后，我们回到BrainBridge公司的问题，尽管他们的华丽亮相非常地不学术，但却十分符合商业风格。比如2022年末突然闪现在互联网世界的chatGPT，同样是论文未至，产品先行，让老老实实搞研究的AI同行们猝不及防。

但chatGPT当年尚有着无数实打实的用户体验背书（对大多数人来说，这其实比论文更值得参考），那么BrainBridge有什么呢？目前派派只看到了噱头。

而在BrainBridge官方发布的视频评论区中，前排高赞评论如下，仅供大家参考：

最后，派派也要强调，头部移植技术本身，是有非常重要的探索价值的，与人体冷冻技术类似，在探索的过程中，必然要求人类逐步点亮科技树，而这棵树的某一个旁支，或许会在未来带来巨大的收益。

比如，若通过对头部移植的探索而发展出成熟的神经接驳技术，那么世界上几十上百万的截瘫患者，或许就都有了重新站起来的希望，当然，这终究需要人们一步一个脚印地实现。

参考文献

[1] E. Garth, “Having a head for longevity.” [Online]. Available: https://longevity.technology/news/having-a-head-for-longevity/

[2] “brainbridge.” [Online]. Available: https://brainbridge.tech/

[3] E. Engelhaupt, “Human Head Transplant Proposed—How Did We Get Here?” [Online]. Available: https://www.nationalgeographic.com/science/article/human-head-transplant-proposed-how-did-we-get-here

[4] R. J. White, L. R. Wolin, L. C. J. Massopust, N. Taslitz, and J. Verdura, “Cephalic exchange transplantation in the monkey.,” Surgery, vol. 70, no. 1, pp. 135–139, Jul. 1971.

[5] J. W. J. Jones et al., “Long-term survival of an extremity composite tissue allograft with  FK506-mycophenolate mofetil therapy.,” Surgery, vol. 126, no. 2, pp. 384–388, Aug. 1999.

[6] B. Devauchelle et al., “First human face allograft: early report.,” Lancet (London, England), vol. 368, no. 9531, pp. 203–209, Jul. 2006, doi: 10.1016/S0140-6736(06)68935-6.

[7] S. H. Boppana, S. Sriram, G. Swathi, L. V. S. Kutikuppala, S. V. K. Ponnaganti, and S. K. Kuchana, “The First Face Transplant: The Face of Isabelle Dinoire,” Indian J. Transplant., vol. 17, no. 3, 2023, [Online]. Available: https://journals.lww.com/ijjt/fulltext/2023/17030/the_first_face_transplant__the_face_of_isabelle.22.aspx

[8] 汉江忆史, “哈医大任晓平：耗资7000万，完成猴子‘换头’手术，结局如何？.” [Online]. Available: https://www.163.com/dy/article/GD47FICN0543LPNW.html

[9] N. Lamba, D. Holsgrove, and M. L. Broekman, “The history of head transplantation: a review.,” Acta Neurochir. (Wien)., vol. 158, no. 12, pp. 2239–2247, Dec. 2016, doi: 10.1007/s00701-016-2984-0.