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医学上实现「换头术」,还不如把思维存硬盘靠谱

本帖由 漂亮的石头2015-03-03 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    从医学角度看,「头部移植」会涉及哪些技术难点?现今有无解决办法?


    看到这样一篇报道:意大利医生称“换头术”二年内可能成真

    先不管这样的的手术是否噱头大过实际意义,「换头」的难点在哪里?现在有相应的解决办法吗?

    [​IMG] Song Shuang,皮太脆,肉太嫩

    我认为,「换头」的难点基本在于如何恢复中枢神经元的复杂网络结构

    现在最成熟的显微外科技术,已经可以做到微循环的重建和神经束的搭桥修复。比如手外科,断手再植手术,现在已经很普及了。在条件合适的情况下,断手是可以被接上的。

    江苏南通一高三男生为戒网瘾剁左手 断手被找到后接上 / 图

    那么我们就拿手部移植和头部移植做个比较吧。假如我们切下颈部和手腕部,可以看到它们都有骨关节、肌肉血管等结构,颈部比腕部多了一套由软骨和粘膜构成的气管,以及食管。不过这些结构在截面未受污染的情况下都可以在精密仪器下复原。只要你有足够的耐心,和海量金钱支援。

    但是有些事情,显微外科技术还是办不到的。比如脊髓,甚至延髓的离段复原。学过医的都知道,这两个部位是外科的生命禁区, 不仅不能动刀子,连压力稍稍过高都会马上致命。

    与颈部相比,手部涉及的神级都是周围神经,只有 3 条大神经支,这些神经支好比是高速公路,断面是有彼此平行的神经束构成的(Fig.1),因此把它切断再复原,只要神经束的截面彼此接合,手的功能就会有所恢复。而神经束的截直径在微米级,因此其操作在显微镜下是可行的。

    [​IMG]

    脊髓的截面是蝴蝶型的(Fig.2),在这个「蝴蝶」的翅膀下,数以亿计的神经元携带着躯体的几乎全部信息以细胞为单位进行着「换元」,好比是一个大容量的交换机,数以亿计的电线在这里彼此交换信息。这里每个神经细胞都是一条独立的通路,犹如闹市小巷,又或者说是一团乱麻。即使断面完全贴合,其功能也不能恢复。 更何况, 暴露在体外的脊髓没有 CSF 的保护,很快会被感染。

    [​IMG]

    不知道大家有没有听说过国外大学的一类课程,叫Brain-Computer Interface(BCI),责怪课程攻克的难点就在理清人中枢系统纳米级的物理通路,以便把人的思维和计算机硬件在物理上连接起来。想想要把相互纠缠在一起的上亿条电线的走向弄清楚,真是一个浩大的工程啊,不比人类基因组计划差。

    不过,好在人类发明了一种可以直接观察这些纳米级通道的技术,那便是弥散张量成像(DTI)。下图就是个例子(Fig.3),但是可见它的分辨率和定位精度还不够高,至少不能达到指导手术的水平。而且 DTI 技术的瞬时性非常差,不能及时观察接合效果。

    [​IMG]

    最后,一次性接合上亿个神经元,其工作强度也只能由机器人来承担。需要AI方面的技术进一步成熟。

    所以,我的设想是,如果真的有可行的换头手术的话,那应该是将来, 在 DTI 技术和 BCI 技术有了突破性飞跃之后,在加上机器人手术的大幅度普及下,在严格无菌和保证血运的情况下,才可能尝试出来。

    前面主要说的是「再植」,如果是同种异体的话还要考虑免疫排斥反应,那需要花的代价就更大,不过也不是没有可能。

    我觉得这种设想, 还不如把人类的思维存入硬盘靠谱,实在。比如攻壳里的「电子脑」。

    [​IMG]

    图片来自互联网。

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