1908年5月21日，美国芝加哥的医生古斯里（Charles Guthrie）进行了有文字图片记录的第一例狗头移植。他将一只狗的头切下来，移植到另一只狗的颈部下方，将血管肌肉吻合，使得这只狗有了两个头。血管吻合后，接受移植的狗的血液通过血管进入移植来的狗头，传入大脑，然后回到接受移植的狗的血液循环。
在《血管外科及其应用》一书中，他详细描述了这个手术，并附有照片。照片上一个双头的狗躺在手术床上，新移植的头在脖子下面，上下颠倒，所以看起来两个头的下巴凑在一起，非常诡异。他还记述了移植的狗头出现瞳孔收缩，鼻翼扩张，甚至伸舌头的动作。可惜几分钟后狗头就不动了。移植失败。
上世纪50年代，前苏联科学家德密可夫(Vladimir Demikhov)通过外科手术尝试移植动物头颅，最后成功 “制造”了一只双头狗。美国《LIFE》杂志用镜头记录了这一过程。
1956年，哈尔滨医科大学附属第二医院的赵士杰教授挑战狗头移植，双狗头存活5天零4小时，创造了国内最好纪录，也开启了中国器官移植的先河。
1970年3月14日，美国器官移植先驱罗伯特·怀特将一只恒河猴的脑袋移植到了另一只猴子的身上，成功实施了世界首例真实版的“换头手术”。
美国在60年代中期资助了神经外科医生罗伯特•J•怀特的工作。怀特试图将狗和猴子的大脑移植到其他动物的颈部或腹部。1970年，他的实验以将一个活的猕猴的头部移植到另一只无头猕猴身上而告终。 但由于怀特无法连接两者的脊髓，导致猴子最后瘫痪，仅存活8天。
2001年美国医师进行了另一项类似的手术，术后实验猴子具有嗅觉，可以张开眼睛，品尝食物，但由于未能连接它的脊髓，从而导致身体瘫痪，术后几个小时便死亡。
2010年以来，先进的细胞和神经组织研究使脊髓连接成为可能，研究者认为这意味着移植人类头部已不存在任何障碍。美国凯斯—西部保留地大学和克利夫兰诊所的研究人员曾设法恢复了脊髓被切断的大鼠的重要控制功能。这项手术把体温降至尽可能低，诱使心脏停搏，然后尽可能重新连接，这项手术第一次恢复了神经系统的功能。6个月后，大鼠重新获得膀胱控制功能，但它们再也没有重获行走的能力。
2013年，任晓平科研团队进行了首次脑部移植的老鼠实验，并取得了阶段性成果。目前，任晓平科研团队也在挑战灵长类猴子的脑部移植。
2015年2月，据英国媒体报道，意大利都灵高级神经调节小组的神经外科专家塞尔吉奥卡·卡纳维洛宣布，他将在两年内进行世界第一例完整的人体头部移植，将这一过去仅存于科幻小说和恐怖电影中的情节变为现实。如果这一先锋性的移植手术成为现实，那么像史蒂芬·霍金这样的病人都有可能获得新生。
2015年9月21日，据新华社“新华国际”客户端报道，意大利神经外科专家塞尔吉奥•卡纳维洛日前宣布，人类第一例“换头”手术时间确定在2017年12月，中国医生任晓平将加入这个也许会创造医学奇迹的手术团队。(史峻诚 根据网上资料整理)
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