想要大脑移植吗?以下是我们面临的挑战

知新了了 2024-04-02 13:32:07

神经外科医生塞尔吉奥·卡纳维罗(Sergio Canavero)曾在2015年宣布,他很快就能进行世界上首例人类头部移植手术。这意味着有可能把一个人的头取下来,然后移植到另一个人的脖子和肩膀上。到目前为止,这只在尸体上进行过,还没有在活人身上进行过。

但是,如果你想保留你已经拥有的脸呢?或者已经厌倦了你居住的身体?有没有可能在不同的身体之间交换大脑?

艾玛·斯通最近凭借在超现实喜剧《可怜的东西》中的表演第二次获得奥斯卡奖。在这部电影中,斯通饰演的角色贝拉·巴克斯特在自杀后,从她幸存的未出生的孩子身上接受了大脑移植。手术由实验科学家戈德温·巴克斯特博士(威廉·达福饰演)进行。

看过这部电影的人都会看到,巴克斯特医生从头骨后部取出大脑,就像从豆荚中剥出豌豆一样容易。

其实,这个场景在解剖学上并不正确,但它确实回避了一个问题 —— 进行大脑移植有多可行?或许是有史以来最具挑战性的手术中,实际操作是什么?

挑战一:进,出

活体大脑具有柔软的白色纹理,并受到头骨的保护,免受伤害。尽管骨头很难破解,但它可能是最容易谈判的结构。现代神经外科技术利用开颅锯去除一块头骨,并进入下面的大脑。

值得注意的是,并非所有的神经外科手术都是以这种方式到达大脑的。豌豆大小的脑下垂体位于大脑的底部,就在鼻腔后面的一个鼻窦后面。在这种情况下,用鼻子代替脑垂体手术是有意义的。

虽然鼻子不够大,无法植入一个新的大脑,但它肯定可以作为移除大脑的途径 —— 尽管是一块块的。在木乃伊化的过程中,古埃及人认为大脑并不重要,他们就是通过鼻腔将大脑的一部分移走。

穿过颅骨,你就到了包裹大脑的地方 —— 三层保护膜,也就是脑膜。第一层硬脑膜很坚硬。第二种是名副其实的蛛网膜,就像一张蜘蛛网;第三种是皮亚(Pia),细腻而薄得看不见。正是这些结构在脑膜炎中发炎。

这些膜提供稳定性并防止大脑晃动。它们还将头骨内部分隔成多个隔间。第一种是在大脑外部提供保护性的流体套 —— 想想漂浮在醋罐中的小黄瓜。它被称为脑脊液(CSF),由过滤后的血液制成,无色。

脑膜也在大脑和头骨之间形成通道。这些是血液和脑脊液从头部回流到心脏的通道。打开颅骨和脑膜,就会有足够的窗口来取出大脑。这将是整个行动中最直接的部分。

挑战二:连接电路

现在是时候植入新的大脑了。这就是事情变得复杂的地方。

大脑接收来自全身各处的感觉信息,并向其发送指令,使肌肉收缩、心脏跳动和腺体分泌激素。切除大脑需要切断直接连接大脑的12对脑神经和脊髓。信息通过所有这些结构进出大脑。明白其中的困难了吗?

神经不会简单地重新连接在一起。一旦你切开它们,它们通常就会开始分解并死亡,尽管有些比其他更容易受到伤害。世界各地的研究小组都在试验,如何促进受损后神经细胞的再生,以避免神经症状。关于这一点的想法可能是多方面的,但包括使用化学物质或在细胞中移植刺激神经元恢复。

研究人员还提出,可以使用一种特殊的生物胶,将被切断的神经或脊髓的两个末端粘在一起。

切除旧的大脑还需要切断提供血液的动脉。这也将切断关键的氧气和营养,这也需要重新连接。

挑战三:后果

最后,最不确定的时期是善后工作。各种猜测层出不穷。受试者会恢复意识吗?他们会思考吗?移动呢、呼吸呢?身体对新的大脑会有什么反应?

大多数移植手术需要供体与受体相匹配,因为人体对未知组织的正常反应是排斥它们。免疫系统会派出一队白细胞和抗体进行攻击和破坏,认为这种新的存在意味着伤害。通常情况下,大脑会受到另一道屏障的保护,即血脑屏障。如果在手术中不能正确地重建,供体的大脑可能会被攻击。

同样重要的是要考虑大脑对新家的反应。在电影《可怜的东西》中,贝拉·巴克斯特的大脑和身体据说“不太同步”。但是大脑可以学会成长。因此,就像婴儿在童年发育过程中获得一系列思想、行为、技能和能力一样,移植的大脑可能也会这样做。

因此,脑移植目前仍然是科幻小说和奥斯卡获奖电影的素材。根据基本解剖学和生理学的可行性,开发这种复杂的程序是不可能的。但是,更多的时间、工具、技术、专业知识,当然还有资金,会让它变得可行吗?如果《可怜的东西》让我们得以一窥大脑互换的伦理,那么这是一个可怕的想法。

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