早在20世纪初，就有人开始尝试用功能性核磁共振，科学家想要试试，能否找出一张图片，将一个人看着这张图片时所得到的大脑扫描图与这张图片之间的关联找出来98（见下图）。详细一点说，你看着一张图时，大脑视觉皮层的某些特定区域就会被激活，即使隔天你再来看，相关的区域应该基本是稳定的。而看另一张图时，就会扫描出一些不一样的活动。那有没有可能，通过解读大脑扫描图，来解析你当时看到的是什么呢？
2008年的时候，来自日本京都的一些科学家尝试通过分析脑电波来解析梦境 99。他们让志愿者睡3个小时，因为梦很容易被遗忘。他们必须每隔一段时间就将志愿者唤醒，问他们有没有做梦，做了什么梦。每小时里每个志愿者大概会被叫醒10次，大概有6～7次会有关于梦的特征。这样重复一两周，最后科学家就得到了大概200个梦的片段以及相对应的脑电波。（吐槽：没睡几分钟，就被叫醒，3个小时里就有30次。这大概是我所知道的最痛苦的实验了。这些志愿者都是勇者！）
通过分析志愿者的描述，他们将所得到的梦大致分为20个种类，像是“女人”“电脑”“车”——这些都是比较频繁出现的关键词。之后，当这些志愿者醒着的时候，再给他们看和这些种类相关的图片，从而采集到相对应的视觉活动。通过分析和对比睡梦时和实际看到时的大脑活动，他们建立了一个模型，并通过这个模型去预测在叫醒志愿者的9秒钟之前，这名志愿者到底有没有在做梦。准确率还不算太低，有75%～80%。
同年，来自加利福尼亚州伯克利大学的Jack Gallant（杰克·加兰特）的团队做了一个更加精确的大脑视觉信号解析器，能够通过分析大脑扫描图，推测出当时志愿者在看120张图中的哪一张。之后甚至还能够通过大脑扫描图，勾勒出当时看着的图像的轮廓。
在交这本书稿的前几日，这个团队在《自然》上又放了个大招：他们让7名志愿者躺在fMRI扫描仪中听了两个多小时故事（共有10，000多个词），将故事中含有的常见的985个英语词相对应的大脑区域给标了出来。
这个研究发现，在听拥有不同词义的词时，并不是只有语言中心布洛卡区（Broca's area）会被激活，每个词也不仅仅是只对应一个大脑区域，而这相对应的大脑区域似乎与词义有一定关联。词汇分布在大脑四周，并没有一个绝对的语言词义区域。更有趣的是，他们发现词义相关的词语譬如说“妻子”，和其他描述社会关系的词语（家庭、孩子……）所激活的大脑区域很相似。这近千的词被分为了12个不同类型，如视觉（黄色）、数字（四）、地点（体育馆）、抽象（自然的）、时间（分钟）、社会关系（孩子）等等。
如果一个词有多种词义，譬如说英文的“Top”（顶）。当人听到这个词时，额叶（就是脑门那块的大脑）的额中回（middle frontal gyrus）那一小块区域会变得活跃，而其他和衣服、外表相关的词汇也聚集在此。Top也有“第一”“首位”的意思，所以和数字相关的区域（要靠近后脑勺一些）也很活跃。另外，这个词还和位置有关，所以在和建筑物相关的词汇附近也能找到它。换句话说，这就是个大脑词典的雏形。
超酷吧？研究人员还将这个词汇地图的3D大脑模型100上传到了网上，你可以自己去看看！
如果以后想以此为基础来发展读心术的应用，那么你的大脑里的这份词典，和我的词典之间差异大吗？从现有的结果来看，这份大脑词汇地图在人与人之间一致性还不错。也就是说，你在这个人脑子里看到“四”的位置，和在另一个人脑子里看到“四”所对应的位置基本一样。这一点倒是让我很惊讶。做这样的brain mapping（绘制人类大脑图谱）研究，人与人之间的差异是一个不可避免的难关。而像这样细节度这么高、全脑扫描，且还是和听觉相关的语言研究，分析出这样人与人之间高一致性的大脑地图特别困难。等以后能够将更多的词汇都找到对应的位置，我非常期待他们能够扩展到其他语言。非常好奇在不同的语言中，同样的词义是不是在同样的大脑位置，还是不同语言有不同的语义地图。
虽然如此，这篇论文仍颇受争议，在此不详述。同时，我们现有的脑成像技术也有很多的局限，使用的研究方法、分析数据的过程也是颇具争议。所以现在得到的结果，也只是初步的探索。虽然还有很长的路要走，但这些研究还是令人激动，我们离读心术是不是更近了一步呢？
人真的能有预知未来的能力吗？为什么有时感觉“似曾相识”？
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小学时，阿汤哥的电影《少数派报告》（Minority Report）给我留下了很深刻的印象。回想起平时偶有“似曾相识”的感觉，让我有段时间觉得说不定我也有“先知”那样的预知未来的能力，自己还挺紧张，觉得不能让科学家知道了，否则会被抓去养在池子里。
后来知道很多人都有过这样“似曾相识”的经历，瞬间觉得自己蠢爆了。这样似曾相识的感觉，学术名字叫既视感（déjà-vu，法语，已经看过的意思），是指一种当人在清醒的状态下第一次见到某物某景，却感到似曾相识的现象。需要特别注意的是“既视”而不是“即视”，因为“既”是“已经”的意思，“既视感”就是已经看过的意思；而“即”在中文里是“当下”意思，使用在这里并不合适。这个乌龙大概是因为这个专业名词是从日本中转传入中国的，而日文的翻译则是“即视感”，所以到现在还有不少人没搞清楚。
虽然有人把这样的现象当成拥有预知能力、甚至是前世记忆的证明，但神经科学家普遍认为这是因为记忆的存储出现了短暂的混乱，导致大脑把刚刚得到的感知信息当成了从记忆中提取出来的回忆。而这一现象的发生往往是在人感到压力和疲倦的时候，譬如我记得第一次感受到既视感就是在军训的时候。在操场上站了一整天，排队打饭时，我盯着前面那个人的领子，觉得这一刻似是时光倒流。
但你也不用担心，偶尔一次的“似曾相识”并不是什么病。不过，有一种叫颞叶癫痫101的疾病却会引起更加频繁的既视感体验。这种疾病是由大脑颞叶（位于大脑两侧）的神经细胞不正常地放电所导致的癫痫。颞叶主管听觉、语言，在记忆和人脸识别中也有重要作用。这样因病产生的既视感和健康状况下产生的现象是一样的。通过研究这些病患，最主流的理论认为既视感是一种短期的导致记忆识别错乱的神经现象；因在大脑提取记忆时，感官和所提取的记忆本身产生分离，导致了“这个似乎曾存在于我的记忆中”的错觉。
这个理论最近因为一个特殊的病例而进一步的被证实。即使是颞叶癫痫患者，既视感也非常短暂，一晃而逝。而正因这种现象很难捕捉到，使得研究难上加难。若是有人能长时间、固定地体验这种即视感会是怎样的感受？而这个人终于出现了！2014年，第一例因焦虑产生长期即视感的病例出现了102，一名23岁的英国白人男性，因为大学开学而倍感焦虑，同时开始经历多次长时间的既视感。后来他试图回到大学继续学业，结果在吃了一种致幻剂103后，情况变得更糟糕，最后他甚至放弃看电视和报纸，因为每次都觉得听过或者看过那些内容。（大脑已经在状态外，还要去沾致幻剂……我只能代表神经科学家们跟你说声谢谢！）
虽然还是没有搞清楚在这个病例中焦虑是如何引起的，根据现在的调查，科学家们初步认为是病人的焦虑导致了颞叶一些神经细胞不正常地传输信号，导致了既视感产生，而既视感又带来了更多的苦恼，进而加重了他的焦虑感，这样形成了恶性循环，延长了既视感现象。
和“既视感”相对的还有一个叫Jamais vu（法语，从没见过的意思）的现象，即看见熟悉的事物（如文字）却感觉非常陌生的现象。中文翻译不统一，台湾有翻译为“似陌生感”的，不过我更喜欢它的大陆版本，叫“旧事如新”。对天天训练乐器演奏的人来说，可能体验过这一点：在演奏的中途，突然有那么一刻觉得当下演奏的曲调无比陌生，即使在此之前已经排练了无数次。来自英国利兹大学的Chris Moulin（克里斯·穆兰）博士曾经让近百个志愿者在纸上重复写“door”（门）这个单词，在一分钟内写30次，68%的人都表示到后面开始觉得这个单词很陌生，怀疑是不是拼错了。
所以说，和我一样以为自己有预知能力的伙伴们，醒醒吧！
行尸走肉？僵尸的神经科学
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如果有一天我们的城市被僵尸给占领了怎么办？不要慌。知己知彼百战百胜！知识就是力量，且让脑洞大开的神经科学家来带你走进僵尸的神经科学！
美国疾病控制与预防中心资料显示，僵尸是由病毒引起的。病毒可以通过直接的体液接触或直接咬一口来传播，所以请不要和僵尸玩亲亲！
被感染后，症状会很快显示，被感染者会有具有呼吸道感染特征的发病行为，譬如头痛、高烧、忽冷忽热等和流感类似的多种症状，包括嗜睡。一旦睡过去，感染就会进入下一个阶段——昏厥。如果你在这段时间里能够把僵尸干掉，请不要犹豫！如果数量过多，请不要磨蹭，开车就跑！
通过研究僵尸患者的脑电图，检测发现，在昏厥期间，脑干和丘脑还会继续工作，而大多数的正常大脑活动将会逐渐消失。丘脑在大脑中相当于一个大脑对内对外的信息分析和发送中枢。身体的感知信息发送至大脑皮层时都需要经过丘脑，而当大脑发号运动的命令时，运动信息也必须要经过丘脑。
大概2～4小时之后，患者将会醒来，或说“觉醒”。其神经生理功能明显减少，并因病毒感染而导致大脑大面积的严重脑膜炎病变。渐渐地，大脑的后半部分将会完全失去大脑活动。
首先你要意识到，僵尸还是人类。换言之，人类办不到的事情，僵尸也办不到。这一点很重要，这一根本性特征决定了僵尸与其他的病变情况，如吸血鬼和狼人，有质的区别。
与普通人类相比，僵尸变得很有侵略性，口味突变，且暴饮暴食，这有可能是病毒损坏了僵尸的杏仁核；运动失调，行走时又慢又僵硬，这说明僵尸的运动皮层和小脑可能被病毒损坏了；成为僵尸之后，记忆也失去了，说明颞叶中部的海马体受到了损坏；僵尸不理解人话，也不会流利地说话，说明位于颞叶里的语言中枢出了问题；变成僵尸后失去了社会性，譬如即使见到亲友也一副冷漠的样子，很有可能负责控制不恰当行为和决定的眶额额叶皮层被损坏了。
僵尸虽然丧失了对亲人爱人的社会性，但它们也不会攻击其他的僵尸。而且他们很有教养，我的意思是，当僵尸甲徒手生擒了一个新鲜人类时，其他的僵尸不会和僵尸甲争抢。非常有礼貌地遵循“先来后到”的社会规则。不得不说，以前住校的时候，像以前我读书的成都外国语学校，中午12点下课铃一响，那“千人抢饭”的壮观景象十分醉人。
另外，运动皮层的损伤，也导致了僵尸对工具使用的能力大大减弱甚至消失，你从没见过骑着自行车追赶人类的僵尸吧？因为僵尸的运动皮层和工具使用能力出现了问题，他们不能使用类似于梯子这类的工具。通过这样简单的分析，这里我们就知道了一个最简单的求生方法：当被大批僵尸追赶时，爬梯子到屋顶，或者爬树。不用谢。国内都是公寓没法爬屋顶，也没什么树可以爬？那你开车啊。什么？你和我一样没有驾驶执照？所以说你平时要多多和有驾照的朋友玩啊！
另外，你务必要记住，无论是进化了多少级的僵尸，他们都是冷血动物，他们的身体已经不能保持体温了。一旦外界温度猝降，僵尸就会像便秘了一样。虽然僵尸怕冷，但有趣的是，火，也是僵尸很不喜欢的一个东西。
那在人类中有像僵尸一样的神经疾病吗？有的。僵尸的种种行为特征，不得不和梦游联系起来。与僵尸更为相似的、也更为有趣的一个疾病叫科塔尔氏妄想（Cotard delusion，也叫虚无妄想综合征），患有这种疾病的人虽然意识清楚，但是认定自己已经死亡、不存在。这种疾病非常罕见，全世界现在也只记录了数百人。有精神科医生认为这是一种极度严重的忧郁症，即使看到镜中的自己，患者也认为自己已经死了，或认为自己是活死人，失去吃喝和与人交流的欲望。因此，这个疾病又叫行尸症。僵尸是不是像一个患有科塔尔氏妄想的梦游者？
知识就是力量。在了解了这么多关于僵尸的神经科学知识之后，当我们面对僵尸的袭击时，一定要举一反三、活学活用哦！
不过话又说回来，西方和东方的僵尸好像不太一样呢……中国香港那边的僵尸脑门上还贴了一张黄色的符咒。满脸涂白，脸颊一边一个红圈圈，往往它们都是家养的呢。如果你在神秘的东方遇到了家养僵尸，就没那么麻烦啦，记得把脑门上的符纸扯下来就够了。
画外音：致某些纯情的读者，不要害怕，这篇文章是以“假设僵尸真的存在”的设定为前提的。不要问我是不是真的。我会忍不住笑。
对脑洞感兴趣的僵尸爱好者们，推荐你们观看爱尔兰神经科学家Shane O'Mara（肖恩·奥玛拉）的TEDx演讲，叫“僵尸神经科学”（Zombie neuroscience）。这是至今我听过最好玩的TED演讲，整个过程笑声不断。在很大程度上，这篇文章的很多内容都是基于这个TED演讲的内容整理而成。另外还有一本专门讲僵尸的搞笑科学书籍，叫《僵尸也会梦见僵尸羊咩咩吗？》，不介意用英文阅读的可以去买来一看：Verstynen, T.，Voytek, B.，2014.Do Zombies Dream of Undead Sheep?：A Neuroscientific View of the Zombie Brain.Princeton University Press.
换头术——永生的钥匙：身体过奈何桥，大脑留下来
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怪事年年有，最近特别多。
2015年年初看到新闻，有一位意大利神经外科医生，Sergio Canavero（赛吉尔·卡纳维罗），公开宣布准备在2017年实施第一次人类换头术。
早在2013年就听说，这位意大利医生卡纳维罗在一次学术会议上豪言壮语，说要做人类换头术（就是将一个人的头切下换到另一个人的身体之上），当时我想估计是这大叔在开会前喝多了，所以也没有在意。
说起来，叫“换头术”，肯定是因为第一个人用这个词的时候，直译了英文head transplantation（直译，头部移植），但这个翻译很明显是错误的。这个手术和其他器官移植完全不同：换掉的并不是那颗头，而是头以下的整个躯体，所以中文翻译成“换身术”才正确。从现在公认的科学观点来看，一具身体（body）的所属人在于其大脑在哪里。但为了和现有的中文报道的用词保持一致，本文还是会沿用“换头术”这个词。
你可别看脖子横切面不大，那一离开就嗝屁的气管、那密密麻麻的血管、那跟林妹妹似的脊髓、那剪不断理还乱的神经……光是想想都已经是醉了。再想想，就算我有知识、有技术、有钱，要在人身上做这种手术，那得和科学伦理协会撕×几百回合啊！
万万没想到……2015年4月，一位来自俄罗斯的30岁的计算机工程师，竟然自愿成为第一个换头术志愿者。他患有先天脊髓性肌肉萎缩症，肌肉停止发展，这让他从小全身伤残，骨骼畸形。而且近几年他的疾病还在加速恶化，由于这个疾病现在还无法治疗，所以他认为接受这个手术将会是他最后的机会。
虽然有了志愿者，并不代表伦理协会就会允许实施手术，但至少显示出有人能够接受这样的手术实施在自己的身上，也有这个需求。
那时，卡纳维罗医生很霸气地说，两个月后，他将会在美国马里兰举行的美国神经和骨科医师学会年会上，发布整个手术的详细计划。我开始觉得这个事情的发展说不定有神转折。
2015年6月，在年会上，他遇到这个新闻的另一个主要人物，来自哈尔滨医科大学附属第二医院（哈医大二院）的骨科副主任、博士生导师任晓平教授。之后8月还专程来了中国，讨论合作计划。9月，回到欧洲之后，他告诉英国媒体，乐观的话手术将会在2017年12月在中国实施。但哈医大并没有对此做出任何回应。
2016年1月，卡纳维罗又向媒体爆料，任教授已经成功在猴子身上实施了换头术，非常遗憾的是，截至6月，都没有看到确切的证明，也没有相关论文正式地发表在专业期刊上。
这位意大利医生所计划的换头术到底靠不靠谱？又有什么困难和问题？换头术真的是人类永生的钥匙吗？
客官想换什么器官？
器官移植，已经不是一个新鲜的话题了。
从20世纪初，法国医生Alexis Carrel（艾利克斯·卡莱尔）致力于动静脉血管移植的研究，这为接下来的器官移植提供了不可或缺的基础，凭借在器官移植研究中的贡献，他获得了1912年的诺贝尔生理学或医学奖。而且他也是最早的几位意识到移植排斥反应的人之一。
遗憾的是，接下来的半个世纪，移植排斥反应也一直没有得到有效的解决。可以说器官移植遇到了一个难以跨越的屏障，以至于第一次世界大战之后，器官移植基本被放弃，但在第二次世界大战期间，其中一项器官移植却得到了一些进展，那就是皮肤移植。
人类首次成功的器官移植是1954年在美国实施的一对同卵双胞胎之间的肾移植。这个成功得益于同卵双胞胎之间不会发生免疫排斥的问题。而负责这次手术的美国哈佛大学的整形医生Joseph Murray（约瑟夫·默里）在1990年获得了诺贝尔医学奖。Murray在2012年去世，享年92岁，可以说他是人类医学中器官移植的主要推动人，也是见证人。
移植排斥，简单来说就是接受新器官的身体认为新器官是外来敌人，然后免疫系统就会派出各种小兵去攻击破坏这个新器官，导致“本来命还能多吊几天，结果接受了器官移植，翘得更快”的悲剧。而且，免疫系统可以通过多种“姿势”来排斥器官，譬如，肾和心脏可能是惹到了抗体（antibody，是一种长得像Y一样的蛋白质，散布在我们的血液里，工作是识别外来物，嗯，功效类似于北京朝阳区群众）或是一种叫T细胞（类似于到处埋伏的杀手忍者）的东西而引起排斥反应，而骨髓、皮肤移植就不会被抗体影响，眼角膜移植一般也不会引起排斥反应。
那如何解决免疫排斥这个绕不开的问题呢？不能总是期待人人都配有一个同卵双胞胎（画外音：“备胎”的完美诠释）吧！锵锵锵！答案是，免疫抑制剂，就是可以抑制免疫系统的功效的药物。1951年，Peter Medawar（彼得·梅达瓦）爵士建议研发免疫抑制剂用于避免器官移植后的排斥反应，也因其在免疫抑制方面的杰出贡献而获得了1960年的诺贝尔医学奖。（画外音：如果读者中有伦敦大学学院的校友，可能会对Medawar的名字有些熟悉，因为科学图书馆正对面的生物医学楼就是由Medawar命名的！那栋楼正门的门把手是两个销魂的裸体。我一辈子都不会忘记它们！因为那栋楼是我们系的大本营……每次赶着去交作业，为了快点拉开大门，都得狠狠地抓住两个妖娆裸体的腰部……）
但由于免疫抑制剂的效果一直都不够好，在第一次双胞胎之间的肾移植成功之后，即使在器官移植后排斥得到短时间控制，患者往往也活不过两个月。而且其他的器官，如心脏移植，还带来了免疫排斥之外的更多技术问题，譬如说心脏很难保存，离开身体后几分钟之内就会迅速恶化变质。
1981年3月9日，人类心脏和肺移植首次在美国斯坦福大学医院获得成功，这得益于一种有效预防排斥的免疫抑制剂，叫环孢素（cyclosporine）。在此之前，数百次的人类心脏移植手术都没有真正地延长患者的寿命。
之后的30多年，器官移植成功率提高，各种器官都有尝试，甚至连复杂的生殖器官移植也取得了成功，譬如说女性的子宫。2013年年初，有一名天生没有子宫，但卵巢健康的35岁瑞典女性接受了她61岁好友的子宫移植，并在2014年10月生下了第一个移植子宫内孕育的婴儿，这标志着人类首次子宫移植的成功。而2016年11月25日，中国首例子宫移植也在陕西实施成功了，我记得当时还是微信新闻的头条，相信很多人都看到了。虽然相比过去的什么肾心肺首例，子宫移植对今天的医学而言也不算是个爆炸式新闻了，但我觉得，子宫移植的成功显示出伦理、社会和个人对器官移植的开放性，也侧面显示出了在器官移植上，医学知识和技术已经非常成熟。为啥这么说？你想想，以前换的那些器官，那真的是为了保命啊，再贵再麻烦，在命前面算个啥。而子宫移植，虽然生小孩也是一件很重要的事，但毕竟是一个吃饱了喝足了再思考的问题嘛。而且，以后不孕不育医院的广告可以打得更霸气了。
不过话又说回来，子宫移植虽然给不孕不育的女性带来新希望（画外音：这随便一写，听起来都像是广告词），但和肾心肺不同的一点是，子宫移植带来了器官移植的新问题，那就是必须要从活着的捐献者体内取出子宫，这对捐赠者而言也很有风险。
与换头术最相近的两个器官移植：手和脸
换头术和之前提到的其他器官移植有一个最根本的区别，那就是换头术涉及多种组织，包括骨骼、血管、神经、皮肤等等，所以属于复合组织移植术（composite tissue allogeneic transplantation）。
虽然从20世纪70年代起就不断有尝试，但都没有达到长期的效果，而最早真正成功的复合组织移植就是1999年在路易威尔大学（University of Louisville）实施的手部移植104。值得注意的是，与之前手部移植尝试相比，在这次手部移植之前，整个团队花了多年做了大量基础研究以及可行性探索，而且整个探索过程有很高的透明性，在选择志愿者期间也非常谨慎。本事件中来自中方的任晓平教授当时也是这个手术团队百余名成员中的一名专家。
最近15年，已经有60余名患者接受了手部移植手术，但由于手术极为复杂，需要耗时8～12个小时（心脏移植一般只要6～8个小时），所以手部移植非常罕见。最近的一次成功案例，正好在2015年7月，一位仅8岁的男孩儿在美国费城接受了双手移植，系全球儿童手部移植的首例。
不得不说2015年实在是器官移植的井喷年份。2015年8月，世界上最完整的全脸移植在美国纽约大学医院成功，整个手术花了100多名专家整整26个小时。虽然之前在2010年，西班牙也有一个大面积脸部移植手术成功，主要是鼻子和嘴唇，但最近这一次更加完整，包括了整个面部，有耳朵和头皮的完整移植。同时，手术更加精细，譬如其中一个目标是要让有新脸的患者可以自然地眨眼睛，这在整容手术中应该是一个新的里程碑，因为眼部肌肉的神经非常复杂，这是从来没有尝试过的。据我所知这也是首次人类耳朵和耳道的移植，有了新的耳朵，相信患者的听觉也会有所恢复（耳廓相当于一个声音收集装置，没有它会很影响听觉能力）。
接受换脸的是一名41岁的美国消防队员Patrick Hardison（帕特·哈迪森），在2001年一次任务中，他的脸被燃烧的天花板砸到，使得脸完全“融化”。他的新脸来自一名26岁的纽约自行车修理工David Rodebaugh（戴维·罗德鲍），因为一场自行车事故导致他一直维持在植物人状态。手术团队在手术实施之前告诉患者，这样大面积的换脸只有50%的成功把握。在手术结束3个月后的11月中旬，主治医师才松了一口气，开了记者发布会认为手术成功，病人恢复良好。一年之后，待脸部恢复到更好的状态时，将会做一系列的修容手术，让脸部更加自然。
话说我专门去查了一下整个换脸需要多少钱，所有加起来估计有850，000到1，000，000美金，为什么是估计，因为还没有做完啊……而这个钱将会由纽约大学朗格尼医学中心（NYU Langone Medical Center）全部承担。
这让我还真是挺感慨的。人类从莱特兄弟的离地飞行，到踏上月球，只用了60多年。在医学发展上，虽然多方面都困难重重，但也在过去的100年里得到了很大的飞跃。
在器官移植上说了这么多，现在也才只讲到脸，是不是有些跑题了？完全没有。读完这一节，我相信你一定认同这一点：过去100年，人类在器官移植这个医学目标上走得非常辛苦。更重要的是，虽然有很大的进步，也有了很多成功案例，但这些器官移植所需要攻克的问题，主要还是在实施上——譬如说控制免疫排斥、让手术提速，确保不要让心脏这类器官“凉”了，或是在手术中需要快速精准地将脸部的肌肉和神经连接起来——换句话说，这些问题大多都是临床问题，从理论上来讲基本没有问题，而且已经有了很多的理论和临床的沉淀，多个相关的诺贝尔奖就可以证明这一点。即使如此，在最近的这次换全脸手术中，来自纽约大学的医学团队也还是认为只有一半的把握——这可不是谦虚，也不仅仅是谨慎，这是现实。
是科学，还是科幻？
无论是换头术还是换脑术，后者虽然在难度上比前者高了不止一点，但两者都是以“保留我的意识”为基本目的，延长健康的寿命的手段。科幻小说中意淫过很多次这样的手段。譬如像是在中国，清代蒲松龄所著《聊斋志异》中有一个故事105，陆判官给书生朱尔旦先是换了一个心脏，让他写作水平直线上升，考中举人；之后，当这书生嫌他老婆不够美时，陆判二话没说，又给他老婆换了个头。呵呵，陆判，你才是朱书生的真爱吧。
关于换头术，实际上早在1970年，就有个美国医生Robert White（罗伯特·怀特）成功地将一只狗的大脑移植到了另一只狗身上。术后的脑电图EEG显示大脑活动正常。
详细点讲，是将一只有两个大脑的狗的其中一个大脑挖出来，然后将这个大脑上的血管连接到了另一只狗的脖子上，看这个大脑能不能正常活动。
这个手术的最重要结论是，大脑，是可以移植到其他身体而不产生免疫排斥的。这个结果，鼓励了怀特那帮子人，在1970年，他又成功地将一只猴子的头（注意是整个头）安到了另一只猴子的头上。但由于手术对脊髓的神经损伤无法恢复如初，术后这猴子从脖子以下瘫痪，除此之外，它头部的五感却没有特别的问题。当这个猴子醒来时，它立刻将离它最近的一个医生的手指给咬了，然后大家往死里兴奋地鼓掌。可惜的是，在术后的9天后，这猴子因为免疫排斥而死亡。不过这也无法阻止这项手术成为第一次成功的头部移植。
这个成功的手术之后，自然而然地就开始准备下一个阶段：给人类做脑部移植手术。给身体残缺但大脑健康的人换一个身体。可惜这事在当时的伦理环境中是完全不可能实施的。
相信这肯定是怀特临死前最大的遗憾。他在采访中说了一句话，可能是最简单地形容了这个问题：
You are going to have a man's body and a man's brain, so who is it?
你将拥有一个人的身体和另一个人的大脑，那么你是谁？
有趣的是，怀特是一个非常虔诚的天主教教徒。他相信大脑是灵魂的物理容器，人的灵魂并不在心脏、手臂或肾里。所以他坚信，采访中问题的答案是：大脑的拥有者便是整个身体的新主人。
有些新闻甚至维基百科也有说第一次换头术是1945年在狗身上实施的，但那次实际上不能算“换头术”，而是“换上半身术”。1954年，前苏联外科医生Vladimir Demikhov（弗拉迪米尔·德米霍夫）将一只小狗的头与前肢嫁接到了一只比它大一点的狗的下半身上，之后他还做了好几次相似的尝试，但所有的狗都只存活了2～6天。所以，这既不是真正的换头术，也并不成功。
科学上：换头术至少将有哪些挑战？
既然要讨论两年内的换头术到底靠不靠谱，就多多少少要从理论的角度讲一讲，现阶段换头术还面临的三大根本性问题。
问题一：头不可能单独存活，切下后如何保存它？
从时间顺序上，这也是第一个要考虑的问题。把想要换身体的头切下来后，
在完整转移到新的身体之前，如何保存？
一个器官从身体上移除的那一刻起，它就在死亡。
在做器官移植的手术时，医生会将离开身体的器官保存在一种很冷的盐水（saline）里，这种处理方式可以让肾保存48小时，肝24小时，心脏5～10小时，而手部甚至可以存活数天。
那头呢？头可不单单是一个器官。它是人身体上最重要、最复杂、最脆弱的部分。任何一点点小小的损伤，都会让你看不到、听不到、闻不到、尝不到，或是无法动舌头，无法产生唾液，等等。更容易被损伤，也更容易被忽视的还有调节激素的各种腺，一旦出现问题，往往很难控制和调整到正常情况。
而且别说保存了，有常识的人都会知道，切断颈部，必然血流成河。当脖子被砍断时，脑内的血压会急剧下降。一旦失血过多，大脑直接全面中风，然后就会脑死亡。正常情况下，大脑缺血超过4分钟，就会导致不可逆转的大脑创伤。即使通血，也是没有帮助的。
在2015年6月的美国神经和骨科医师学会年会中，在卡纳维罗讲到他准备用锋利的刀刃把志愿者的头部整个切下来时，直接被一名心血管外科医生打断：“脊髓前动脉怎么办？你这样会直接切断它。”卡纳维罗明显并没有考虑到这一点，他的回应是邀请这位心血管外科医生加入他的团队，因为他已经做完他该做的了，而现在应该由各位专家来加入负责不同的课题。呵呵……空手套白狼。
问题二：怎么将脊髓连接起来，并让它恢复正常工作？
让咱们说回第一次成功的换头术——怀特在猴子身上做的那次手术——当时科学家们根本没有打算将其脊髓连接起来，呼吸也是通过外界仪器帮助的。在那之后，少有换头术实验，而且更少有实验再被报道，一方面是争议很大的道德问题；另一方面大家的注意力都被转到克隆上去了，所以可能对这类实验“失去了兴趣”。但即使过去40年没有人做过成功的换头术，这次事件的主角卡纳维罗还是说现在的技术很成熟了。
且不说其他，最让我疑惑的是，现在临床上，啊不，即使在理论上，中枢神经再生还是个难解之题。
每年，世界上有超过90，000人的神经系统受到创伤，其中有10，000多人会因脊髓受伤而导致不同程度的残疾，甚至是终身瘫痪。脊髓创伤难以治疗，正是因为神经再生还是一个医学难题。神经再生（neuroregeneration）是指神经组织、神经细胞的重生或修复。
在本书的最开始，我提到过，神经细胞有根大长腿，叫作“轴突”（axon），神经信号就是沿着这条腿快速地传递给下一个神经细胞。为了保护轴突，并让电流能够沿着腿传得更快，轴突一般都会被一种叫“髓鞘”的东西裹住。当轴突断掉时，裹着它的髓鞘也会逐渐消失。在中枢神经中，神经细胞周围的胶质细胞将会攻击已经损坏了的神经细胞，就好像免疫系统一样。同时，胶质细胞还会迅速形成胶质疤痕（glial scar），就像墙壁一样阻止轴突往前生长，并导致中枢神经细胞无法重生。虽然现在对胶质疤痕了解也越来越多，神经科学家和临床医生们前赴后继地往神经再生这个课题上投入大量的资金和精力，以前（科学家和医生们）觉得“中枢神经细胞不可能再生”，这个想法现在也被认为是仍然有爆炸式的知识增长，但是远远没有达到“再生并回复正常功效”的水平。
然而，在所有的报道中，卡纳维罗都很淡定地说：“现在的技术很成熟了。”他怎么这么有自信能够将断裂的脊髓重新合在一起呢？这让我非常疑惑，所以我专门寻找了他在学术会议上提出的融合脊髓的草案，但非常简陋，基本上可以总结为：切断、放在一起、涂上胶水、持续点击，刺激连接处融合在一起。
毫不意外地，在学术大会上，有人当面问他能不能讲详细一些，他回答说：“你切断意大利面，加上聚乙二醇，然后‘嘭’（魔法产生效果的声效）！”（原话是：You cut the spaghetti, you apply PEG, and boom.）呵呵。您太幽默了……就算真用那两种食品添加剂就将脊髓粘住了，那剩下的那么多断裂的神经怎么办？！在任教授的小白鼠换头实验106中，也使用了聚乙二醇来融合切断了的脊髓。但与设想的一样，这根本不会让脊髓恢复功能，更不可能让换了身体的小白鼠运动。即使在2016年1月，卡纳维罗向媒体说任教授在猴子身上完成了换头术，那个情况下也仅是把小白鼠换成了猴子，并没有解决这个问题。
这里必须提一下之前说到的换脸术，2015年8月，光是换个脸都让纽约大学的专家们捏了一把汗。而这位意大利医生居然承诺他会保证志愿者在术后一年后自主呼吸，还会学会说话甚至走路。这要修复的神经简直不是一个数量级的，最重要的是直接涉及中枢神经。
在现阶段，换头术让人“活”下来（活下来是指像任教授的小白鼠换头实验中），术后短时间维持呼吸、心跳的可能性还是有的。但那位医生居然保证，术后一年，就能不需要外界帮助，自己呼吸、还会说话，甚至还会运动，直到康复。现在从理论上来讲，这些都是天方夜谭。
即使我们现在对神经再生的理解，已经不同以往，但把脖子砍断后，粘上脊髓后一年就让人重新走路，完全是天方夜谭。
那什么时候才有可能办到呢？谁知道呢。但肤浅地预估，也至少要在有诺贝尔奖颁发给这个“中枢神经再生”课题，才说明从理论上“换头术”的可行。但要是中枢神经再生已经不是个问题，这次要换头的那位俄罗斯志愿者，可能都不需要换头了，针对相关的疾病治疗肯定也有了相应的发展。
问题三：如何解决排斥反应？
除了中枢神经的修复问题，还有个问题这位意大利科学家还没有回答拿什么保证能够解决，就是排斥反应。虽然现在临床在这方面有很优秀的技术来监测术后体内血液循环的情况，如果有排斥反应，就需要摄取专门的药物消除排斥反应。
即使在手部、脸部移植上已经有成功的案例，但是在这些小型的复合组织移植中，被排斥的部位相对于整个身体比例较小。然而，在换头术中，需要消除排斥反应的可是整个身体，大量摄入相关药物，现在根本没有办法确保志愿者能够健康生存下来。
更重要的是，即使这三个问题在理论上都完美解决，并在动物身上多次实验，手术也能不断成功复制，从动物模型到在人类身上做实验，很多方法、药物在动物上能够成功，但并不代表在人类身上能够成功。所以从理论到临床，肯定还需要不少时间。
换头术可以实施在已经冰冻的头或身体上吗？
最近“冷冻人体”这个旧话题在国内又受到注意，主要是因为2015年5月，重庆女作家杜虹因胰腺癌晚期去世，其遗体被运往美国洛杉矶冷冻，以期待未来医疗发达之后有机会复活。这个新闻受到很多人注意，一方面是因为这是中国第一例人体冷冻案例，另一方面很巧的是，杜老师在去世之前正好是当时刚刚获得雨果文学奖的科幻小说《三体》的编审。而《三体》中，多个主人公都是靠冷冻身体，再到未来苏醒。
而且，杜老师仅选择了头部冷冻，被保存在-196摄氏度的液氮中，“苏醒”时间被设定为当医疗技术已经可以再造身体，并将头部安装到新身体上的那个时代。媒体报道中说：“科学家预测这个时间要大约50年。”虽然我找不到是哪个“科学家”说的，2065年到底是什么样的确不太好说。不过呢，2065年我73岁，如果运气不赖，我应该还是能够混到那个时候的，这个预言到底准不准我还是可以去验证一下的。
这个冷冻技术要是真的能够复活人类，那一定是建立在我们现在讨论的这个换头术已经成功的情况之下。但是现阶段还不能用已经长时间冷冻的大脑来尝试换头术，因为我们不知道该如何解冻。虽然现有的“换头术”的开始，是需要把患者先冷冻，而且从现在的动物研究成果看来这个步骤是合理的。但在实施的过程中，肯定有不少的问题。譬如，冷冻过后需要“解冻”，在解冻过程中如何确保神经细胞不会因此而受到破坏，现在在这个问题上我们还是一片空白。又不是放在微波炉里“叮”一下就可以的。
最后：向换头术志愿者致敬
在这里，无论手术结果如何，我都想向那位俄罗斯的志愿者致敬，虽然他肯定看不到就是了。
这位世界上第一名自愿接受换头术的人，叫Valery Spiridonov（瓦勒里·斯皮里多诺夫），30岁，是一名俄罗斯计算机工程师，他患有极其少见的遗传性神经疾病——脊髓型肌肉萎缩症——造成运动神经退化、肌肉萎缩，最后会导致死亡。而他现在的病情恶化越来越快，越来越严重，他说：“我没有选择。这是最后的机会……”
可能有人会说，啊，说不定还有其他方法呢？譬如说日本现在做得很好的赛博格技术（Cyborg），即用机械替换人身体的一部分，并连接大脑使其代替原本的器官运动和工作，如四肢，甚至眼睛。这项研究固然在军事上也极受重视。
但是对于这位患有脊髓性肌肉萎缩症的人，现在的赛博格技术并不适合他，因为他需要替换的是整个身体，因为肌肉萎缩会影响很多基本的生存功能，导致死亡。
两年对我们身体健康的人来说很短，但对他来说已经是倒计时。
即使最后他还是接受了手术，这位志愿者能再站起来的可能性也很小。而且整个手术和之后的康复过程，很有可能比死还可怕。
但我想再次向志愿者致敬。尊重他的决定。他真的是一名勇者。
在寻求真理的道路上，人类的进步必定是建立在个人的牺牲上的。科学家们本身就在牺牲自己的物质生活，也需要勇敢的志愿者去尝试新的技术。无论拯救患者的是换头术，还是其他未知的技术，希望终有一天会成功，能帮助更多的人。
