親愛的網友:
為確保您享有最佳的瀏覽體驗,建議您提升您的 IE 瀏覽器至最新版本,感謝您的配合。

為手術爭取更多時間的腦部冷卻技術 其實源自於嘗試大腦移植的外科醫師之手

2022-02-09 17:41麥田 作者/布蘭迪•席萊斯

猴子頭顱移植手術手稿 圖/截自A Tribute to Dr Robert J....
猴子頭顱移植手術手稿
圖/截自A Tribute to Dr Robert J. White

2015年,義大利神經外科醫生卡納維羅(Sergio Canavero)表示自己將會是首位做到「大腦移植」的醫生。事實上,他不是第一個有這樣想法並致力落實執行的人,卡納維羅的偶像──羅伯.懷特醫生也說過同樣的話。

這是一本引人入勝的傳記和醫學發展史,探究羅伯.懷特(Robert J. White,1926-2010)這位美國最知名、最傑出也是最古怪的外科醫生如何追尋頭顱移植的醫學技術,將一個人的靈魂移植到另一個人的身體。這聽來簡直是天方夜譚,或只會出現在科幻小說。但在真實世界可以怎麼樣辦到呢?

懷特的博士論文研究並未從加上第二顆頭著手,而是專注在腦半球,更精確來說,是移除動物的一側腦半球,然後觀察結果。這類手術稱為大腦半球切除術(hemispherectomy),自一九二八年起,偶爾在人體上實施,通常應用在癌症和腫瘤的特例,或治療嚴重癲癎。結果好壞參半:有時候病人會完全康復;有些時候會帶來不尋常的後果,最常見的是失去語言能力或局部麻痺。即使到現在,我們仍不清楚為什麼會這樣,雖然可能的原因不一,或許與神經可塑性(大腦的適應能力)及患者年齡(愈年輕狀況愈好)有關。在某些病例只把左右大腦半球之間的連結切斷,而非完全移除某側大腦半球,一般是為了讓無法以藥物治療的癲癇停止發作。這種方式的復原率往往還更好,雖然會有輕微程度的不適……然而在極少數的情形下,會現奇怪的症狀,包括所謂的「他人之手症候群」(alien hand syndrome),這些人的手掌或手臂(通常是右手)似乎會按照自己的意願行動……在某些案例中還會打主人或掐脖子。換句話說,腦很奇怪又奇妙(有時令人毛骨悚然),我們對腦所知甚少。懷特想知道,到底需要多少分量的腦就夠用。

羅伯.懷特(Robert J. White,1926-2010) 圖/截自A T...
羅伯.懷特(Robert J. White,1926-2010)
圖/截自A Tribute to Dr Robert J. White
懷特的團隊將兔子麻醉,後來是狗,好移除牠們的一側大腦半球,有時是右腦,有時是左腦。在大多數情況下,這些動物會恢復,帶著半顆腦過大致正常的生活,雖然有些小麻煩,但大多只是行動不順的問題。生命的火花似乎存在於剩餘半球的意識裡,仍然裹在動物的頭骨中。不過,梅約診所同時也是創傷醫院,而懷特是腦外科醫生。他一次又一次看著年輕的意外受害者,他們的頭骨遭重壓或刺穿,陷入昏迷,再也沒有醒來。如果你能夠只靠半顆腦活下去,那麼,你要怎麼解釋這些災難?

懷特曾經用手拿著一顆孩童的腦。他曾經聽到家長帶著期盼,乞求答案問道:他們的寶貝何時會好起來?在那些憂心忡忡的問診當中,懷特只能緊閉薄脣;其實他認為復原無望。但是,你會告訴才剛陷入悲傷狀態的媽媽和爸爸嗎?或者,你就是等待,讓時間在接下來的幾天或幾週揭曉?有時候,懷特會和這些家長一起祈禱。手術後,他會到附近的天主教堂停留,也在那裡禱告。然而,對於神經系統受損的病人來說,他知道祈禱無法改變他們的結局。這種矛盾的情況使他苦惱:如果大腦半球切除術證實人可以只靠半個大腦活下來,那麼大腦受創後妨礙意識恢復的大敵似乎不是創傷本身,而是別的因素,是手術後才出現的東西。懷特懷疑罪魁禍首應該是脊髓組織的腫脹,這會讓創傷後通往腦部的血流受阻,但是他沒有把握如何精確地中斷這種效應。而答案將從不尋常之處冒出來─又是與狗有關。

懷特來到梅約診所的好幾年前,診所就一直在研究分離腦部的主題。他們的目的在於分離出狗的腦(也就是把它移出頭顱,並維持活力),希望能創造出所謂的「模型」。分離出來的器官讓研究人員可以了解代謝率(器官消耗能量的速率)、血液如何在裡頭循環,以及其他因素,而不需要去分辨器官和身體的差別(身體有自己的循環模式和代謝情形)。如果外科醫生沒有從分離研究(並外推到人類)而來的資訊,可能會誤判某種器官維持穩定所需的血液量,在複雜的手術中,沒有餘地容許犯這類錯誤。懷特在一九五五年來到診所時,他的新同事還沒成功完成分離,他們每次嘗試時都會意外壓壞、割傷或損害組織。懷特已經以手術精湛聞名,他的大腦半球切除術堪稱藝術傑作。他很快就加入獸醫暨資深生理學家大衛.唐諾(David E. Donald)的實驗室。他們一起開始進行低溫實驗,並稱之為局部低溫腦灌流(localized hypothermic cerebral perfusion)。他們計畫利用冰凍來減緩傷害。

進入深度凍結

科學家不是最早考慮到冰凍的威力的人。尼爾.瓊斯(Neil R. Jones)在一九三一年寫出一個科幻故事《詹森衛星》(The Jameson Satellite),讓主角在死後特地被冷凍起來,期盼未來能掌握長生不老的關鍵。羅伯特.艾丁格(Robert Ettinger)寫了一本書《永生的期盼》(The Prospect of Immortality),因而獲得「人體冷凍技術之父」的稱號(人體冷凍技術的英文是cryonics,有時候會被誤以為是cryogenics,後者是指低溫學),他聲稱自己是受到《詹森衛星》的啟發,而且多年來已有一些懷抱希望的人接受冷凍保存。詹姆斯.貝德福德(James Bedford)博士曾是加州大學柏克萊分校的心理學教授,是第一位冰入冷凍庫的人;他在遺囑中保留一筆錢,用於購買鋼桶和液態氮。第二位是演員兼製作人的狄克.克萊爾(Dick Clair)(曾參與的節目有《瑪麗.泰勒.摩爾秀》〔The Mary Tyler Moore Show〕、《鮑勃.紐哈特秀》〔The Bob Newhart Show〕、《生命的真諦》〔TheFacts of Life〕及《媽媽的家庭》〔Mama’s Family〕等),他罹患愛滋病,希望將來有一天解藥出現時再甦醒過來。然而,到目前為止,還沒有生物從冰冷的墳墓成功復活。

醫學上的低溫保存例子,目的比較溫和:並非要透過超低溫冷凍來進行時間旅行,而是想讓人體的生理時鐘變慢。

我們感冒的時候,身體會發抖以產生熱。但是如果身體失溫過快,神經系統會開始停止作用。接著出現暈眩和定向力障礙,身體不再顫抖,並且,為了維持器官運作,所有能保持體溫的資源都轉往身體核心。我們的血液(與氧氣)循環減緩,然後再也無法產熱,心臟停止跳動。體溫過低是會致命的。歷史上有幾場戰役,讓成千上萬人死於嚴寒:迦太基名將漢尼拔(Hannibal)翻越阿爾卑斯山脈時,保守估計損失了兩萬人;拿破崙的軍隊從莫斯科撤退時死傷慘重。羅伯特.法爾肯.史考特(Robert Falcon Scott)在他一去不返的南極探險中,描述寒冷如何影響腦袋,造成混亂與遲緩。懷特需要逆轉這種自然過程,才能與寒冷化敵為友。局部灌流的目的,是要降低腦部的溫度,而不會影響身體的溫度。

懷特和他的團隊剖開狗的胸膛,接觸到供應腦部的血管系統,使用冰冷的生理食鹽水讓這個系統產生休克;他們讓供應身體的血管系統保持溫暖。狗的腦進入低溫,然後「關機」─也就是說,顱內循環停止了。沒有血液,就沒有氧氣;沒有氧氣,腦細胞就會死亡。懷特假設,這是許多腦損傷的麻煩所在。不可挽回的傷害並非總是發生在脊髓損傷當下,通常在三到四小時之後才出現,由於發炎作用的關係─發炎是身體對損傷的反應,會把體液送往受傷部位。發炎的組織擠壓這個區域,阻礙運送血液到腦部的脊椎通道。如果缺乏充氧血三十秒,你會失去意識;一分鐘,使腦細胞死亡;三分鐘,造成腦部永久損傷;超過五分鐘,死亡迫在眉睫。但是在極低溫之下,情況改觀了。雖然灌注生理食鹽水會使狗的血液停止流動幾分鐘,在離開冷卻狀態之後,牠就恢復了。懷特的內心一陣激動。減緩腦部的代謝過程,會降低腦對氧的依賴。外科醫生可以為手術爭取到寶貴時間,而且如果在病人受傷之後馬上冷卻脊髓,這樣會暫緩腫脹,避免傷及神經和腦細胞。「我們完成了。我們做到了!」懷特回想起那個發現時刻,他第一次看到病人身上的實質效果:四肢麻痺的孩童或許可以得救,以及複雜手術能夠進行而不會造成腦傷。下一步,當然就是分離出整顆腦。

對懷特來說,一個充滿機會的嶄新世界已經開啟。如果他可以發展出在體外替腦部冷卻和加溫的方法,這樣一來,身體和腦部幾乎像是分開存在的。如果他以人工的方式,從外部提供血液和氧氣給腦部,情況會怎樣呢?那麼他就能得到一顆在體外存活的腦。然而,這不會在梅約診所實現。唐諾和懷特對於結果很滿意,持續改善他們的靈長類灌流實驗。診所從這些實驗看出治療人類脊椎損傷的未來希望,認為這比追求分離腦部更重要。雖然實際外科應用比研究事項更重要,但是懷特從不認為自己只是外科醫生,甚或不認為他主要的職業是外科醫生。他是外科醫生科學家,而且他想要做更多。

我們往往樂於享受突如其來的靈感、直覺和意外好運。歷史學家史蒂芬.強生(Steven Johnson)在《偉大創新的誕生》(Where Good Ideas Come From)這本講述創新歷史的書裡,列出許多大家愛用的比喻,從「靈光一閃」到「腦力激盪」等等。

可是,創新不會憑空掉下來。它們會從思緒的幽谷冒出,那裡有許多半成形的點子聚集,等著誕生。腦部冷卻實驗的流程並不是懷特的「靈光一閃」,而是透過梅約診所同事的協助之下逐漸演變出來的。由於上述的成功,這時懷特想要嘗試看似不可能的事情,儘管只是因為還沒有人做過。如果你一開始就深信做得到,那麼成功只是早晚的事了。懷特已經把問題在腦袋中翻來覆去盤算,從各個角度設想實驗。他打算把腦從它的保護殼取出,拆掉動脈和靜脈管路,盡可能以人工方式維持長期存活。

德米科夫對於如何把腦分離出來的問題已經想出部分解決方案,他發現狗的腦(以及頭和前腳)可以依靠另一隻更大型的動物做為「維生系統」而存活下來。但是,他並沒有完成精細的工作,也就是把腦部整個移出來,讓血管系統和血流一直保持運作。更重要的是,狗從來不是人類的合理替代品;為了建立真正的模型,應該要在靈長類身上實行分離研究。

※ 本文摘自《謙卑先生與屠夫醫生:實現首例恆河猴換頭手術,神經外科先驅羅伯.懷特對移植人類大腦的追求,以及靈魂移植的追尋》。


《謙卑先生與屠夫醫生:實現首例恆河猴換頭手術,神經外科先驅羅伯.懷特對移植人類大腦的追求,以及靈魂移植的追尋》

作者:布蘭迪•席萊斯

譯者:徐仕美

出版社:麥田

出版日期:2021/12/04

《謙卑先生與屠夫醫生:實現首例恆河猴換頭手術,神經外科先驅羅伯.懷特對移植人類大...
《謙卑先生與屠夫醫生:實現首例恆河猴換頭手術,神經外科先驅羅伯.懷特對移植人類大腦的追求,以及靈魂移植的追尋》書封
圖/麥田出版社提供

大腦
生理時鐘

同類文章

婦人突然不會穿褲、裝藥盒 查出是患急性梗塞型腦中風

35歲中風,跡象就藏在「嘴角」!年輕型腦中風越來越多,3大警訊快檢查

健保完整給付巴金森氏症腦部刺激術醫材 每年300人受惠

她快篩一條線卻「嗅覺異常」 檢查竟是癲癇發作

失眠導致頭痛,還是頭痛導致失眠?醫師詳解失眠引起頭痛的原因

醫病天地/臉怪怪的就醫 科技業老闆保命

肉毒桿菌素不僅能瘦臉除皺 婦人靠它擺脫15年偏頭痛

74歲嬤突下肢癱瘓以為是中風 竟是頸椎血塊壓迫造成

8危險因子符合3項,即是再次中風高危險群!2跡象提早辨別

偏頭痛還是腦出血分不清 醫授4招自我察覺保命

對抗大腦認知退化 神經科學家推薦真正有益的健腦活動

運動對大腦健康很重要!神經科學家揭最適合增進認知功能的運動

腳癢未必是香港腳!不寧腿腳癢怎麼辦?醫教4招助改善

注意力不集中、健忘、反應慢半拍是腦霧嗎?出現4症狀要當心,透過5件事可幫助清除腦霧

26歲男嘴歪眼斜以為中風 醫師診斷:帶狀疱疹引起

日子平淡無奇小心會傷腦!專家列「6方式」保持大腦健康

老婦轉頭向左常昏倒 原來是「弓箭手症候群」作祟

你記得的事是真還是假的?所謂真實的記憶存在嗎?

多數人說謊時會感到不舒服?和你的自主神經系統有關

記憶從海馬迴轉換到前額葉皮質要3年!我們是如何形成記憶,記憶產生後又儲存到哪裡?

有效避免失智及維持腦力健康 專家教怎麼吃怎麼動讓腦袋更犀利

缺乏易致憂鬱症和成癮症 名醫教你透過天然方式提高體內多巴胺

促進血管新生讓大腦更健康 名醫:只要做到2件事

過年打麻將、買大樂透 賭癮患者治療恐破功

睡得好就能減少慢性發炎風險 醫揭為何睡眠對大腦健康如此重要

讓神經細胞新生和連結才有健康大腦!名醫:3因素是關鍵

在深沉睡眠中或麻醉狀態下是失去意識了?實情跟你想像不一樣

有害物質40歲就開始累積 台大醫教777保健法延緩腦齡退化防失智

「我們這些必死之人需索一個奇蹟」 神經科學家揭為什麼意識很重要

缺血性、出血性…腦中風症狀與危險性比較!劇烈頭痛恐是最嚴重的腦動脈瘤破裂

猜你喜歡

國內驚見首例「猴痘」個案!會人傳人嗎?有哪些症狀?該如何預防?11個QA一次看懂

膽固醇多高才叫超標?醫師揭什麼情況下需要服用降膽固醇藥物

打過牛痘或水痘疫苗能防猴痘嗎? 醫師給答案

膝蓋痛只要休息就會好是錯誤觀念?專家:軟骨磨損更快

ELLE總編輯楊茵絜心臟衰竭過世!輕忽甲亢恐釀「甲狀腺風暴」,醫提醒:注意這些不典型症狀

男頻尿、夜尿留意攝護腺肥大!攝護腺功能?造成攝護腺肥大原因與如何預防

腳麻該怎麼改善、預防?醫指2大原因,3種情況盡早檢查!

獨/防猴痘不用第一代天花疫苗 竟有想不到的特殊用途

壯陽藥正確使用不掃興!醫:牢記4重點,不是吃越多越猛

副總統賴清德椎間盤手術一天出院、免穿背架 名醫解析原因

從鞋底磨損看腳部健康!醫指6種情況代表該換鞋了

服用他汀類藥物能否改善動脈硬化進展?美國醫學會期刊研究解答

QA/與天花類似但傳染力較弱的新興傳染病「猴痘」,一般人如何預防?

常見「膽固醇迷思」你中幾個?醫破解:太低也非好事

連戰傳因中風住院,靠她相助脫險!醫:7大中風危險因子,熟記FAST助判斷

確診住負壓病房 猴痘指引惹議

二尖瓣脫垂常伴隨心悸、胸悶 健保大數據揭常見10大共病

白天常常想睡覺?醫提醒當心可能與三高、心血管疾病有關

高血壓診斷標準修改至130/80 醫揭今年最新指引2重點

吃米血上背痛竟是胃病轉移!醫曝轉移原因及胃痛避吃食物

首例猴痘侵台 林氏璧分析威脅不比新冠、但有1提醒

骨鬆未積極治療,腰疼竟脊椎骨折!術後10處裂縫

猴痘侵台關鍵20天 台大醫:入侵社區後「傳播難斷根」

不可忽視的慢性病:骨鬆,輕忽恐增長照負擔

糖尿病什麼應該吃、什麼不應該?專家教你讓血糖穩定也能吃飽的關鍵

猴痘列第2類法定傳染病 須24小時內通報

人畜共通傳染病 變得更常見!新冠、猴痘之外 疫情恐還沒完

巴金森治療/長輩悶悶不樂又憂鬱 恐是巴金森病惡化徵兆?專家提醒:觀察細節揪出長者失能危機

打呼聲突然不見了?醫教4招觀察睡眠呼吸中止症,防死亡風險

常常皮膚癢竟是「身體發霉」?黴菌感染好不了有4關鍵,醫教6招預防

肛門有突出物可能是痔瘡 若出現這些症狀需就醫

贊助廣告

留言