知乎日报 前天 17:41
手术时把大脑拿出来还能接回去吗?
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本文深入探讨了从生物学和技术角度来看,将受损的大脑完整取出并成功修复的巨大挑战。作者以详实的数据和严谨的逻辑,阐述了大脑神经系统的复杂性,从微观的神经元轴突、树突连接,到宏观的血管和颅内神经的吻合,都存在难以逾越的技术障碍。即使是相对简单的面神经修复,也仅有150多年的发展历史,且技术停滞不前,恢复率也仅为50%左右。文章驳斥了目前关于纳米机器人和AI技术能够实现大脑修复的乐观设想,并指出未来科技的发展,即使在几百年后,也未必能解决这些根本性的难题,除非出现颠覆性的科学理论突破。同时,文章也提及了对意识转移和硅基生命体的设想,但认为其实现的可能性同样渺茫,甚至可能带来不可控的风险。

🧠 **大脑的连接复杂性远超现有科技**:文章强调,大脑由数十亿甚至数百亿的神经元组成,每个神经元又通过数千上万个轴突和树突与其他神经元连接。即使是简单的神经切割,也意味着海量神经纤维的断裂。目前的科技水平,即使是CPU的断裂也无法完全复原,更不用说大脑如此精密的生物结构,要实现轴突级别的精准对接,其难度呈指数级增长,现有技术远未达到能够精密修复数亿个断裂轴突的水平。

🩸 **血管与神经吻合的技术瓶颈**:大脑的供血依赖于密集且复杂的动脉静脉网络,以及12对颅内神经。将大脑取出并重新接回,需要精确吻合所有血管和神经。文章指出,即使是几百年后的科技,也未必能实现所有大小血管的无损接合,更不用说修复断裂的神经纤维。以面神经修复为例,150多年的发展,仍停留在简单的线缝合阶段,且运动神经纤维的恢复率仅为50%,而其他感觉神经和交感神经更是难以恢复功能,这反映了神经吻合技术的根本性局限。

🔬 **纳米机器人与AI的现实差距**:文章对利用纳米机器人修复大脑的设想提出了质疑,认为目前所谓的“纳米机器人”多为概念炒作或放大宣传,实际制造的微观机器人尺寸远未达到纳米级别,且其动力系统和集成芯片的复杂性也远超想象。制造能够精确修复大脑损伤的纳米机器人,不仅需要解决动力、计算和材料等一系列难题,还需要克服微观世界的物理限制,这在可预见的未来仍是巨大的挑战。

⏳ **科技发展与生物修复的逻辑悖论**:虽然未来科技发展可能超出我们当前的想象,但文章认为,大脑修复的难度并非仅仅是数量上的累加,而是涉及到生物进化赋予的精妙机制。例如,神经元的再生能力极低,缺血后易发生病理变性;中枢神经系统中存在的抑制再生的分子(如Nogo蛋白)以及胶质瘢痕,都需要被克服。此外,理解并重现神经元的电生理特性和化学介质传导系统的工作原理,以及引导数十亿轴突进行精准生长和靶向连接,这些都是颠覆性的科学难题,并非简单的技术迭代就能解决。

💡 **意识转移与硅基生命体的遥远设想**:文章提及了将人脑记忆和意识转移到硅基生命体的设想,但认为这比直接修复大脑更为复杂。理解大脑自我意识的运行逻辑,本身就是人类科学尚未攻克的难题。一旦实现,也可能带来失控的风险,例如AI的自我进化可能威胁人类生存。因此,此类设想在当前阶段更多停留在科幻层面,而非现实可行的技术路径。

发霉的蘑菇,一个喜欢研究颅内神经的手机维修佬

可以接回去,但 100%死亡,绝对没有生还的可能,哪怕一秒钟,大脑拿出来的那一刻,人就死亡。(文章最后更新举例 - 面神经修复 100 多年发展史,也算是这 100 多年科技发展的一个)

大脑的复杂程度,绝对比人类所有科技加起来还要复杂的多,要拿出大脑,就要把脑干分离,而且是横切面直接一刀切断,脑动脉静脉,12 对颅内神经,全部割断。

先不说大大小小的血管能不能接回去,大脑拿出来供血停止 2-5 分钟就会直接脑死亡,就算有技术能让大脑供血正常,有能力把大大小小的血管接回去。 12 对颅内神经,除了运动神经接回去可能还有部分功能,其它感觉神经交感神经切断了就直接功能报废,接回去也没用。

单就一个面神经,目前只要面神经切断了,把它接回去后只有 50%左右的运动神经纤维能恢复功能,其它混合的交感神经感觉神经无解。

你看到的是一个大脑拿出来,医生看到的是几十亿几百亿的神经细胞轴突断裂,就算真的有造物主,科技领先人类几百几千万年,也不可能有技术把这些断裂的轴突给接回去。(别杠,杠就是你不懂医学)

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这是真实的头部血管标本,绿色的是大脑静脉血管,密集程度跟我们的头发差不多。单这些动脉和静脉要全部接回去正常运行,这种技术未来几百年也不一定能实现。更别说更复杂的颅内神经,还有更庞大复杂的脑干中枢。

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有回答说我们不能预判几百年后的科技,或许几百年后的科技会突破我的想象。

确实我们不知道几百年后的科技会发展成什么样,但我们知道我们的大脑有多复杂,下面是显微镜下 12 对颅神经中一根神经截面图,一根神经有几万几十万跟神经纤维,一根神经纤维有几万几十万个神经细胞组成,一个神经元单位有几千上万个树突突触和另一个神经元连接在一起。

上图是显微镜下的神经纤维结构

上图是单个神经细胞,可以看到神经细胞周围很多丝状点物,这些是神经树突和突触,单个神经元单位就有几百几千上万个轴突点。

试问几百年后科技能进步到把这些轴突毫无误差的给接回去? 能接单个神经轴突,怎么接一个细胞上几千个突触?怎么接一根神经纤维上几十万个神经元?怎么接一根神经上几千上万的纤维?

目前的科技水平,一个 CPU 断裂后都无法复原,几百年后的科技水平也不一定能把断裂的 CPU 内部结构物理复原。

更别说更加复杂的神经......


评论区很多朋友说未来的纳米机器人,ai 技术突破。

我们来分析一下纳米机器人可否行。我对机械和动力学是完全小白,但我知道一个能做修复的纳米机器人,需要安装动力系统,需要安装芯片做出指令。

纳米机器人的动力系统,需要纳米级别更小的动力转换机,这个比制造简单的纳米机器人更加复杂吧?

纳米集成芯片,这个芯片需要有复杂的指令,最少也要有几百万个晶体管吧,这就远远超过过了纳米级别。

可能有人朋友抖音经常会刷到这个

看起来是不是很科幻?科技进步到了这个地步,上面的机器人细胞一样大小。现实是........

它压根儿不是什么机器人,只是一种磁控材料,而且大小是 1 毫米。也就是 1000000 纳米,和纳米机器人没有半毛线关系。

目前所谓的纳米机器人,只是我们幻想的一个概念,地球上的现有物质不可能制造出达到 1μm(1000 纳米)大小的机器人(有学材料学的大神可以科普一下知识)。这种概念现在被很多营销号大吹特吹,明明是毫米亚毫米都还无法实现的东西,直接套用纳米上去吸引眼球。

毫米级别的真正意义上的机器人未来几百年都不可能实现,比毫米小一百万倍的纳米机器人未来需要多久可以实现????


更新一下:

没想到这随口回答一个问题,这么多人评论。

评论里好多朋友说修复大脑困难,转移人脑记忆和意识更有可能实现。

人脑的运行逻辑,远比把大脑接回去更加复杂,大脑会思考问题,有自我意识,会自我学习进步变得更加聪明。

目前我们人类的现有知识,根本就理解不了大脑自我意识的运行逻辑是什么。等未来我们的知识能够解读这种自我意识的逻辑,那我们就是所谓的造物主了,直接把这套逻辑写进一个机器人芯片上,这个机器人就是硅基生命。这完全就会颠覆生物里念,我们这身脆弱不堪的肉体狗都会嫌弃了......

拥有硅基生命体,独自一人遨游银河系都不是梦,不死不灭,永存不朽!

醒醒..... 这是不可能的啦,如果人的大脑能进步到了解大脑本身运行的逻辑,那就等于电脑能理自己是人类发明的工具,知道人类怎么给自己的芯片编程指挥自己干活,那分分钟就会出现无数个奥创把人类灭的干干净净!


7.1 号更新一下评论区得质疑:

很多人评论说未来科技,说我这些话是锁死了科技的发展,拿比喻说几百年前的人类都幻想不到现在的科技水平,所以未来的科技也是我们想象不到的存在。

未来科技会发展更好,而且能超出我们的想象空间,这个是肯定的。

那为啥我就这么肯定大脑拿出来后修复不回去呢?

修复回去必须要保持原有的生物正常功能,否则就是和题目不相关的话题了。

对于大脑和脑干修复回去的难点有一些是科技不可能做到,有以下几点:

第一: 脑干和大脑分离,分离切口平面位置,最少有几十亿数量级的神经元破坏,切口也不可能全部平整到细胞结构整齐一致,一刀下去刀刃的位置带走的神经元可能都是几亿数量。断口处神经元本身就没有可以正确的对着点了。

第二: 神经元再生能力很低,缺血后很快会病理变性,未来可能要发出大脑供血系统,但近端刀口位置的神经元全部要供血正常这点是不可能实现的,哪怕未来也没有技术能让每个神经元供血都正常,这就肯定会让断口平面层神经细胞大量死亡。(除非未来有毫秒级别的无损冷冻技术,把所有神经元冷冻不让它坏死,然后还要有解冻技术恢复神经细胞活性),才能做下一步修复。这种技术在可期的未来几百年也不一定能实现。

第三: 修复断裂神经轴突后,如何复原原来的电生理特性和化学介质系统? 目前人类的认知里还不能理解神经元的电生理特性的运行逻辑,化学介质传导系统的工作原理是什么?这些生物进化而来的特性目前为止我们根本无法理解。更别说去恢复这些细胞的特性功能。

第四: 必须研发出引导数亿级别轴突精准再生并且精准寻找对应靶点的技术,中枢神经的轴突断裂后会自行退变,中枢神经上有抑制再生的分子 Nogo 蛋白、胶质瘢痕。 这些问题怎么解决?能解决中枢神经轴突新生问题?那就是颠覆了生物进化规律。

第五: 怎么绘制这么庞大群体的神经元运行规律,细胞庞大数量的树突和突触生长轨迹控制,这都涉及到基因构架,材料建构,超智能纳米机器人分布,等等概念科技。随便拿一种出来,就不是说能突破就能突破的技术,现阶段它们还只处于人类的概念科学中。

这些问题,随便解决一个,都是颠覆现有科技的存在。

大脑的复杂程度,远比我们想象的要复杂的多的多,要修复切断的大脑,需要的知识量可能超过大脑本身能接受的知识量。根本就不可能实现的东西。 能修复大脑,本身就是完全对生命和意识的掌控,已经超出了科学,上升到了其它的维度了。

评论区一些看是很科学的言论,真的跟中医思维一样: 中医是博大精深的,现在的人不能够理解中医庞大的宇宙观,等以后科学进步了,上升到神学了,就能理解中医。 对科学的态度完全脱离了基本逻辑,理所当然的认为它就是无所不能


7 月 11 号更新一下评论区比较多的话题:

几百年后的医疗技术能不能接神经?

目前的医学技术,对于颅内神经,只开展了面神经吻合手术,其它 11 对颅内神经接回去也没有用。

那么这个面神经吻合手术是怎么做的呢?它不是接脑干里面的面神经段,而是接出脑干段的面神经,端端吻合是这样的

就是用线把神经缝合回去,这种技术发展了多少年可能大家不知道。1873 年,德国外科医生 Albert von Mosetig-Moorhof 开展了第一次面神经吻合手术,到现在 2025 年时间,152 年的时间里,面神经吻合手术还是一样用线缝合,没有任何技术层面的改进,做不到吻合一束神经纤维,更别说吻合神经元的轴突。

152 年前到现在算是科技大爆发年代,但生物学上对人体器官的修复还是原始的线接。 现在科技的发展已经放慢脚步了,除非有颠覆性的新物理理论框架出现,否则很难像 152 年前到现在这种飞跃试的科技爆发,那神经修复技术只会更加难以发展。

面神经是运动神经为主的混合神经,现有的修复技术也只是用线缝合起来,它的运动神经纤维有一半运气好的能长到对应的远端纤维上,能恢复 50%左右的运动功能(运气差的只能恢复 20-30%左右,面神经吻合手术不理想的占比很多),其它纤维支配的味觉,腺体是不可能恢复的,哪怕纤维长对了,生物功能也会破坏。(不信可以去看面瘫病人做神经吻合手术,味觉和脸部腺体功能都没有)

这就是大脑修复中,最容易修复好的面神经,发展了 152 年修复技术,还是处于原始线接,就算再过 152 年后,谁敢说技术能发展到接面神经的运动纤维???? 304 年后能发展到接运动神经纤维里面的神经元轴突????

面神经里面还有更复杂的感觉纤维和交感纤维,要把这两种纤维接回去实现功能恢复,谁敢说 1000 年能实现?

其它 11 对颅内神经比面神经更加复杂,需要多少年能实现把它们完好的接回去?

最后更加复杂的脑干怎么接?

有很多评论说换个思维去想,物理接法实现不了,可以发展生物技术控制细胞轴突长到对应点的位置来实现。听到这话真无语了,你们是真的科幻电影看多了?

先不说人类能不能发展出制造轴突索道这种逆天技术,就说控制轴突生长方向,微观世界里,血液的流通和细胞分化带来的流体动能,就能让细胞轴突树突摇摆不定,没有机械动能来推动是不可能按照我们的想法去生长在固定位置。细胞不是晶体管,不是固定在晶片上的。何况是让几十亿几百亿个轴突同时按照我们的想法去生长。在微观的世界里就好比要控制几十亿几百亿的人在 12 级台风面前跑去几百米的固定位子上去。

而且大部分提出这种想法的人都不知道,轴突生长是非常缓慢的,是按月计算,不是按小时计算。但大脑修复手术不可能修复一个月吧?最多也就是一两天,超过这个时间暴露刀口面的细胞会大片坏死。

所以除非能人工制造神经细胞轴突索道,而且是同时在几十亿几百亿的细胞上同时制造出来,还要有机械动能能控制流体力带来的冲击,必须要精准的控制到每个细胞上,否则无法对接上。

解决以上理论,才有可能实现接大脑。 然后接下来需要解决更加复杂的问题,如何激活这些修复好的细胞功能:(电信号转换成化学介质)

学过生物学的大佬应该知道这其中的转换过程是有多复杂(大家自己可以去查一查),激活不了细胞的转换和传递功能,接回去也是没用。

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