從醫學角度看，「頭部移植」會涉及哪些技術難點？現今有無解決辦法？

12-27

看到這樣一篇報道：義大利醫生稱「換頭術」二年內可能成真
先不管這樣的的手術是否噱頭大過實際意義，「換頭」的難點在哪裡？現在有相應的解決辦法嗎？
這是2016年五月一日最新的報道：世界首例換頭手術準備實施：耗時36小時

謝邀。

我認為，「換頭」的難點基本在於如何恢復中樞神經元的複雜網路結構。

現在最成熟的顯微外科技術，已經可以做到微循環的重建和神經束的搭橋修復。比如手外科，斷手再植手術，現在已經很普及了。在條件合適的情況下，斷手是可以被接上的。

江蘇南通一高三男生為戒網癮剁左手斷手被找到後接上/圖

那麼我們就拿手部移植和頭部移植做個比較吧。假如我們切下頸部和手腕部，可以看到它們都有骨關節、肌肉血管等結構，頸部比腕部多了一套由軟骨和粘膜構成的氣管，以及食管。不過這些結構在截面未受污染的情況下都可以在精密儀器下復原。只要你有足夠的耐心，和海量金錢支援。

但是有些事情，顯微外科技術還是辦不到的。比如脊髓，甚至延髓的離段復原。學過醫的都知道，這兩個部位是外科的生命禁區，不僅不能動刀子，連壓力稍稍過高都會馬上致命。

與頸部相比，手部涉及的神級都是周圍神經，只有3條大神經支，這些神經支好比是高速公路，斷面是有彼此平行的神經束構成的（Fig.1），因此把它切斷再復原，只要神經束的截面彼此接合，手的功能就會有所恢復。而神經束的截直徑在微米級，因此其操作在顯微鏡下是可行的。

脊髓的截面是蝴蝶型的（Fig.2），在這個「蝴蝶」的翅膀下，數以億計的神經元攜帶著軀體的幾乎全部信息以細胞為單位進行著「換元」，好比是一個大容量的交換機，數以億計的電線在這裡彼此交換信息。這裡每個神經細胞都是一條獨立的通路，猶如鬧市小巷，又或者說是一團亂麻。即使斷面完全貼合，其功能也不能恢復。更何況，暴露在體外的脊髓沒有CSF的保護，很快會被感染。

不知道大家有沒有聽說過國外大學的一類課程，叫Brain-Computer Interface（BCI），責怪課程攻克的難點就在理清人中樞系統納米級的物理通路，以便把人的思維和計算機硬體在物理上連接起來。想想要把相互糾纏在一起的上億條電線的走向弄清楚，真是一個浩大的工程啊，不比人類基因組計劃差。

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6.27補充，來自華盛頓大學Eb Fetz教授的雙向BCI技術應用示意課件：

不過，好在人類發明了一種可以直接觀察這些納米級通道的技術，那便是彌散張量成像（DTI）。下圖就是個例子（Fig.3），但是可見它的解析度和定位精度還不夠高，至少不能達到指導手術的水平。而且DTI技術的瞬時性非常差，不能及時觀察接合效果。

最後，一次性接合上億個神經元，其工作強度也只能由機器人來承擔。需要AI方面的技術進一步成熟。

所以，我的設想是，如果真的有可行的換頭手術的話，那應該是將來，在DTI技術和BCI技術有了突破性飛躍之後，在加上機器人手術的大幅度普及下，在嚴格無菌和保證血運的情況下，才可能嘗試出來。

前面主要說的是「再植」，如果是同種異體的話還要考慮免疫排斥反應，那需要花的代價就更大，不過也不是沒有可能。

我覺得這種設想，還不如把人類的思維存入硬碟靠譜，實在。比如攻殼裡的「電子腦」。

圖片來自互聯網。

謝邀，作為神經外科醫生，感覺這貨不是逗比就是大神…舒馬赫還在醫院裡呢拜託先把他老人家弄醒了再說好么…其難度大大超過了喚醒植物人！
首先，倫理問題。任何醫學問題都牽涉到倫理，這個不必多言，供體受體啊~怎麼面對啊神馬的，大家自行腦補吧…
其次，首當其衝的技術難點就是神經再生及脊髓橫斷位置的選擇。脊髓上是有很多神經元的，一旦損傷基本不能修復，不然也不會出現那麼多截癱患者。再鋒利的刀也不能完全避免神經的損傷…這一步如果解決了，植物人基本都能醒
接下來，頭頸外科的一系列問題。血管肌肉的吻合啊…頭頸部血管及其複雜，大量的大血管，肌腱…即便不是移植，頸動脈損傷都夠嚇人的了，何況還是橫斷以後重新縫合。這個難度憑空想像不出來，覺得一個一個接上就行，其實在那樣一個狹小的空間里，伸個手指進去都覺得自己手太粗…況且還有迷走、喉反這種喪心病狂的神經…這些需要力量、精度的操作難度夠大。
克服以上關鍵問題以後，還有如何使頭在缺血狀態下存活（一般大腦缺氧10分鐘就再見了…），排異反應（這可不是一般的器官，大腦如果出現排異反應，即便非常輕微，極易引發腦水腫壞死，引起腦疝分分鐘死亡），頸椎固定（這個感覺不是問題了…）
本人才疏學淺，注重專科視野有限，暫時想到這麼多，其他的想起來了再加，歡迎討論指正
順便吐槽，在我國~這種手術也就想想，誰敢試…呵呵呵，所以當然還有一個很大的技術性難題就不寫了

第一個難點在於修復各種神經連接，一個神經細胞（神經元）非常長，自我修復能力極差。如果一個完整的反射弧如果中間斷開了，哪怕是斷開一瞬間馬上放在一起，很難自動修復再連上。
所以高位截癱的治療都是通過各個方法來鍛煉刺激身體修復神經，而不是單純通過手術將神經好像接電線一樣接在一起就好了。

第二個難點在於接血管，人腦消耗20%的能量，一旦把血管切斷，且不說因為頭骨的存在接起來有多難，你要保持供血充足，大腦供血停止10分鐘就直接死了，慢了一些或溫度什麼的不對勁一段時間就直接腦殘了。。。移植一個腦殘的大腦沒意義吧。。。
如果血管沒接好，哪裡漏了一點，就很容易有血栓。。。

第三個難點就是最常見的排斥反應，不單指血液血管肌肉器官的排斥，還有神經連接上的排斥

所以那新聞噱頭比較大，如果要做到真正意義的大腦移植，也就是移植完至少一段時間後單吃東西就能生存，完整的記憶，不腦殘，那前提就是完美治療高位癱瘓，機器人修復血管（各種管太多了，靠人手在腦殘前根本修復不完），移植四肢（各種排斥問題都解決了），這些都成了才可能出現移植頭。。。
就醬

不記得哪篇文獻中描述過有19世紀已經有醫生在狗身上做狗頭移植成功的，術後能存活幾小時到數日不等的，最長的有達28天，術後通常大出血而死。所以移植手術成功不難，關鍵是術後機體排異反應，能維持生命的時間不長，這點比較難。
還有重要的一點恐怕不是技術難點，而是倫理法制這一關。從古至今一直有關於人討論人的靈魂究竟存在於人體的什麼部位。其中討論最多的兩個就是大腦和心臟。如果說大腦移植成功，那究竟存活的這個人是誰？是擁有大腦的人還是擁有心臟部分的人？存活的這個人要以什麼身份活下去？還是要同時兼顧兩個人的身份？親友是否能接受這個不完整的他？所以要想在醫學上推行大腦移植這項技術恐怕不僅僅是技術攻克。

頭顱移植，拋開倫理不談，至少對於我這個神經外科醫生從技術角度來看是難以想像的，因為裡面涉及的難題太多了，比如這將涉及的血管、神經、肌肉，器官組織、骨等等。先說血管，包括頸部最大的四根動脈，雙側頸動脈和椎動脈，以及脊髓內的動脈。我們知道，當頭顱離開人體後，顱內血管失去血供後不到半小時就會死亡，凍存過細胞的人都知道，即使採用冷凍技術，也很難在復甦時所有細胞都存活，單單對於腦細胞來說，不能全部復甦可能是災難性的，將意味著即使移植成功這個人可能不會蘇醒或沒有記憶或不能言語或癱瘓沒有知覺等等，腦功能十分複雜，復甦成功率必須有把握這是關鍵。腦內血管在血液不流動後很快將形成血栓，這也是問題。血管吻合技術在目前來講已經不是問題了。神經主要涉及舌咽神經、迷走神經、副神經等顱神經和頸叢的一些周圍神經，這些神經有的很細小有很重要，吻合難度大，因為神經吻合後不能保證100%功能，就像迷走神經如果不能保證功能，那人體植物神經調節可能有問題。脊髓的吻合是最大的難點，脊髓不像神經都是單根白質纖維，接上就可以，脊髓里的白質都是聚集成束的，這個一旦離斷，想把纖維束連上是不可想像的。其餘的如氣管食管錐體軟組織肌肉等也會涉及很多問題，所以頭顱移植以目前的技術看是天方夜譚。

倫理

提到頭顱移植，有一個人則不得不提--Robert J. White

羅伯特·懷特是美國俄亥俄州克利夫蘭市立醫療中心神經外科主任，也是在頭顱移植方面最積極、最大膽的探索者之一。他選擇了兩隻恆猴，對它們進行馴化，使之能通過眼睛的活動，對顏色、氣味和音響等做出反應。

在手術中，兩隻被麻醉的猴子由幾根塑料軟管連接起來，這些管子是用來供血和供氧的。懷特說：「這種手術，時間是主要敵人。只要血液循環被切斷3分鐘，大腦就會受到不可逆轉的損傷，甚至會壞死。」為此，他把從股動脈流出的血液改道流經一根管道，使之在注入頸動脈之前，通過一個冷卻器，以降低大腦的溫度，減慢血液循環的速度，這樣就無需進行體外供血和人工供氧了。

接受移植的猴子6小時後蘇醒過來，它不僅能通過眼皮的張合，對音響、光線和顏色作出反應，還能做出咀嚼、吞咽和喝水的動作。遺憾的是，這隻猴子從脖子到腳掌完全癱瘓，無法站立和行走。

主要是兩大技術難點：
1.如何抑制生物學中「排異反應」的產生。（近年來由於先進的抑制免疫系統療法的出現，
可以有效地防止多數排異反應的產
生，這個問題相對比較容易解決）

2.如何避免身體完全癱瘓。
身體癱瘓的原因是大腦和脊髓的固有聯繫被切斷。即使是最先進的顯微外科手術，也無法使這些器官完全連接起來。要想使換頭人能像正常人一樣直立行走並從事
各種活動，就要努力找到使脊柱復原的好辦法。

接下來歪樓了……
【轉載】 1959年蘇聯科學家成功進行狗頭移植手術

1959年，世界人體器官移植的創始人弗拉基米爾·彼得羅維奇·傑米霍夫成功進行了實驗犬的頭部移植。美國《LIFE》雜誌用鏡頭記錄了蘇聯科學家這一偉大的醫學成就，這組被刊發的老照片真實記錄了狗頭移植手術的全過程。

脊髓的橫斷傷在我所知的臨床水平幾乎無法恢復，科研上如果能研究出脊髓斷端修復技術，意義非常重大。
舉個例子，目前脊柱外科還在茹毛飲血，這個技術如果出現了，就是普羅米修斯之光。
根本都不用移植頭，就已經能引領醫學史的革命了。

曾經移植科研究生補充下，即使解決了神經血管連接問題，以目前移植免疫抑制現狀來說，氣管皮膚等非特異免疫細胞富集器官和組織的排斥反應將是非常棘手的

作為一個跟醫學完全不沾邊的，但是看到這個新聞很興奮的外行來回答。

那就是中樞神經的連接和免疫排異系統的控制。

如果真的成功了，我就有機會重獲新生了。

p.s. 我不需要換頭，把破損的神經接起來就行了。

脖子不一樣粗怎麼辦

謝邀。看到這麼多專業人士回答，整體上說的很具體，難點也都提到了，再寫的專業一些的話估計就成論文了。
但是上面所有的答案來看，都是否定的。這讓我感到作為一個知乎關注者的悲哀。我認為大家有點局限於自己的專科，而沒有從醫學的整體發展來看這個問題。從當前整個醫學領域來看，我的答案是肯定的。
注意此處：頭部移植是可以的！！！！！！
隨著近一百多年神經外科、顯微外科以及免疫學、移植醫學、神經修復醫學的發展，頭部移植的關鍵技術都已經存在。上面大家強調的是腦細胞保護和脊髓修復的問題，這個是難點。這個在移植的時候是有辦到的可能的。

我覺得主要的難點在於技術團隊的組建。這個移植需要的專業技術深入而且廣泛，不是某個醫學專科可以解決的問題，而是需要數個專科領域的醫生們密切的配合。如果有一個足夠強大的團隊和資金支持，動物實驗會很成功的。

大規模的投入和技術試驗後的實踐效益是一個問題。倫理上來講，這應該不叫頭部移植，而叫身體移植。大腦是誰的，這個人就是誰的。

倘若研究出如此技術，估計我party的老幹部要長命120+了

謝邀，以顯微外科的觀點來看，第一血運，有血運肌肉神經才可以存活不壞死。第二功能，包括肌肉和神經，，肌肉相對好恢復多了，不壞死可以康復鍛煉。重中之重的是神經以及脊髓。因為神經損傷不可逆，移植上去接好了，功能怎麼恢復？怎麼達到正常人的思維水平？這個如果有一點點功能簡直是逆天。
其他的排異反應，個體差異，倫理問題等等等等。

請堅信，移植上去效果肯定是極差的，也就是個擺設，類似高位截癱甚至植物人，至於功能還有很多遙不可及的問題有待解決。

也請相信如果能移植成活，也是醫療技術體現的一大步，至少為很多不可能創造可能。

所以，敬請期待即可。

不必驚慌，不必不屑。

謝腰，好玩的問題要用非常規的思維來回答。
想像一下，如果人頭移植成功了會怎樣:
1 人的壽命由腦的壽命決定，其他器官的疾病只要不涉及腦部都不不會危及生命了，疾病譜變得簡單多了，多有價值和意義的事情啊。
2 需要相關的法律、制度、部門制定軀體和腦的匹配和分配規則，保證軀體合適合理的供應。
3整個社會活動社會形態將以腦為中心運作，需要建立新的社會秩序，這個過程是動蕩且漫長的。
總之，與技術難度相比，以上的變化重新形成穩態需要的時間也許很漫長，對人類社會是巨大的考驗。所以說頭部移植可能是比工業革命更偉大的革命，前景很誘人。

至於技術問題，前面各位已經說得夠多了，但我相信隨著技術的突破和進步，神經離斷後所面臨的功能重建及排異會逐漸解決。
血管肌肉結締組織的吻合都是比較成熟的技術，神經束解剖重建很容易，難度在於長神經纖維細胞離斷後胞體會變性死亡，以目前技術來講這是最大難點。目前各種研究的焦點也集中於此，相信神經幹細胞技術將來會對這一方面有所幫助。
至於排異，中樞神經是不存在淋巴細胞的，排異反而是後期其他組織連接需要考慮的問題。

從醫學角度看，把人頭以及頭下面的近乎整個軀幹移植到一條大腿上已經毫無難度，成功率非常之高

要求血管、神經、肌肉等吻合。操作難度極大。移植免疫方面也很複雜。倫理方面更不用說了，這個人到底應該算是供者還是受者？

病史已閱……換頭術理論上是可以換，但換了之後生存質量如何才是更值得探討的話題。假設頭頸外科上有一部分肌肉和神經不吻合的話，病人也許可以像霍金那樣耷拉著腦袋活著。但是脊髓是沒法吻合的啊，像桑蘭那種，自己斷了的脊髓都接不上，何況接別人的？建議以後不要在知乎上問這些一本正經的胡說八道的問題。

保不準幾千幾萬年後人類的頭部結構進化成像插頭和插孔一樣就可以隨意換頭了(扯淡)

走這條路，難點太多了，誤入歧途的感覺。要達成這個目的，從其他方向出現突破的可能性更大。。。
比如，現在的電子技術做一台電腦很容易，非要用齒輪、發條來實現就很難。。。