断臂患者福音：神经系统适应性极强，断臂几十年后仍具反应能力

1964年2月，在厄瓜多尔接受根治性手术培训的外科医生罗伯特·吉尔伯特·埃利萨尔德(Roberto Gilbert Elizalde)发现了根治性手术的理想人选——朱利奥·卢纳(Julio Luna)，他在一次手榴弹爆炸中失去了右手。

罗伯特受美国成功移植肾脏的启发，打算用捐赠者的手代替卢纳失去的手。

医疗团队花了九个小时准备，熟练地将患者的骨骼、肌腱、血管、肌肉和皮肤与贡献者的前臂结合。研究小组将纤细的管状束、神经周围的鞘缝合在一起，希望这些鞘能引导卢纳的感觉和运动神经发芽。

手术很成功。起初，卢纳的移植手指还能稍微活动。但是，移植后第二周，卢纳出现排异反应，最终无奈只得肢解。人类历史上第一次手移植手术就此失败。

学界对这个手术的态度褒贬不一，手移植手术在此之后也经历几十年的沉寂。

近年来，外科技术不断发展，更有效的免疫抑制剂(环孢霉素，雷帕霉素和他克莫司)的开发使得某些实体器官，如肾脏、肝脏、心脏的移植变得很常见。

与其他器官的移植有所不同，手移植还需要考虑神经连接。那么大脑是如何控制双手做出各种动作的呢?

通过功能磁共振成像技术，我们现在已经知道，当移动右侧的手指时，左侧运动皮层(每个大脑半球控制运动并处理身体另一侧的感觉)手部区域的一群专门神经元产生下行脉冲，称为动作电位。

这些信号通过大脑的皮层下结构并沿着脊髓传递，然后触发外周运动神经，导致右前臂和手的适当肌肉收缩。

手指运动刺激皮肤、肌腱和关节中的特殊受体，并通过外周感觉神经向脊髓发送反馈信号。上行脉冲通过皮层下结构传递到左侧躯体感觉皮层手部区域的特定神经元池，该皮层处理传入的感觉信号。

更复杂的、以目标为导向的动作涉及大脑中参与高级处理的区域，如顶叶和运动前区域。这些皮层区域使用关于物体属性和人体位置的多感官信息来计划针对特定目标的运动，例如拿起杯子喝水。

这种大脑神经活动不止在肢体健全的人身上才有，科学家已经证实，在一些手被截肢的人身上也能检测到这种大脑活动。

但是，这种大脑活动在被截肢的患者身上能存在多久还不得而知，许多科学家对此问题也很感兴趣。这个问题的答案可能会对理解身体、脊髓甚至大脑本身受伤后功能恢复的潜力产生广泛的影响。

在一项研究中，科学家为一名断肢长达35年的患者进行了移植。观察发现，虽然过去了三十多年，但该患者的手臂神经却在逐渐恢复，能够检测和定位拇指根部的轻微触摸感。

虽然移植而来的手部神经并不属于该患者，但是患者的大脑还是与手建立了神经连接，并能对其进行一些简单命令。

大脑如何控制手部神经目前还没有定论，研究人员猜测，这是通过视觉和触觉反馈的重复配对，即通过视觉对手部运动进行修正实现的。

断手移植手术已经有几十年历史，进行的手术数量也很少，而对大脑和手部神经机制的研究，或许将解决移植中的一些难题，使更多断肢患者再次用手感受这个世界。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://www.scientificamerican.com/article/hand-transplants-demonstrate-the-nervous-systems-amazing-adaptability/

https://www.hopkinsmedicine.org/health/treatment-tests-and-therapies/behind-hand-and-arm-transplants