当人的肢体如手和躯体离断后，大脑因为失去和肢体的联系很快发生变化。当手被切断后，在几天甚至几个小时内，支配断肢手指和手掌的感觉神经元就会投靠到其他躯体部位，例如协助患者面部的感觉。这种现象是大脑的可塑性，大脑虽然有区域性功能，例如枕叶皮层负责视觉，但如果一个人天生或后天失明，导致没有视觉，那么负责视觉的皮层并不会因为没有视觉刺激而萎缩，大脑会对这些大脑进行改造，例如听觉或触觉，这一现象早就被科学家发现，而且也能解释为什么盲人为什么其他感觉如听觉和触觉分辨能力比明眼人更敏感。

如果给患者进行断肢再移植，或者移植异体手，这种投奔他处的神经元会不会重新回来，或者患者新的肢体能否获得新的来自大脑有功能的神经支配。最近在神经科学年会上一项研究报告证明这确实可以发生。那么可以这么讲，中枢功能以及和外周神经功能的恢复比想像的要强大地多，那么这至少给瘫痪的治疗带来一种希望，另外肖氏反射弧的也意味着有了更多成功的相关证据。

世界上大约85名患者，这个数据是否准确不清楚。不过中国在这方面是比较领先的。1963年陈中伟，钱允庆等在世界医学史上首先报告一例右腕上62.5px完全离断肢体再植成功，该患者康复治疗后右手功能恢复良好。Malt和Mckhann 1964年也报告了他们在1962年5月对一例12岁男孩上臂部再植成活，1965年Kleinert手指血管吻合成功，同年Harry Buncke成功地进行了兔耳再植和猴拇再植的实验研究。1967年，陈中伟、Komatsa、Tamai等相继报告断指再植成功，断肢再植成功的经验表明，人体部分组织和器官离断后，在一定条件下利用显微外科技术重建其血供从而使它回归机体，这是一个重要的医学概念突破。自从1963年我国第一例断肢再植成功以来已近40年，我国在断肢(指)再植领域始终保持着世界先进水平。

这种手术大约需要8-10小时，要分别将断骨、血管、肌肉和神经手术连接起来。断肢(指)再植可以是自体的，也可以用异体。研究发现，手术后外周神经大约需要2年才能成功再生，感觉恢复范围从手掌到手指缓慢增加。

即使神经已经再生，感觉的敏感性仍然不如原来。导致这种差异的主要原因可能是大脑的感觉地图中负责丢失手指来源的感觉输入停止导致这部分联系被弱化。如果这是真的，大脑必须经过重新学习识别来自患肢的感觉传入才能逐渐建立功能。为验证这种假说，Frey小组和克里斯汀克莱纳特研究所合作，对8名断肢再植手术后的患者进行研究，8名患者中4人是立刻进行的自体断肢再植，另外4名是2-14年后异体断肢移植。研究人员使用一种比钓鱼线还细的塑料丝轻抚移植的手掌或手指，并用红线标记位置，患者戴着红色眼睛以避免用眼睛看到红线，让患者凭感觉用黄色铅笔自己标记塑料丝轻抚的部位，用红色（真实部位）和黄色（患者判断部位）的距离作为患者感觉敏感性的指标。

Donald Rickleman, who received a left hand transplant in July 2011.

研究发现8名患者中4人能和健康人一样精确定位，误差只有几毫米，移植时间越长，感觉恢复的程度越理想，这种恢复程度比神经再生速度慢许多，说明大脑重新建立这种联系需要延迟一段时间。

瑞士理工学院Francesco Petrini对一名1998年（23岁）失去手掌患者，13年后重新异体移植，用大脑功能成象的研究也支持这一假说。这一研究说明大脑能从过去的异常模式中恢复正常，研究也对幻肢痛提供了明确的解释。幻肢痛又叫做是肢幻觉痛，它主要是指主观感觉已被截除的肢体仍然存在，表现为伴有剧烈疼痛，而疼痛多在断肢的远端出现，然而这是一种幻觉现象。至少有一名患者移植后幻肢痛完全消失。

这一研究说明大脑具有非常强大的可塑性，对脊髓损伤和中风患者来说，努力提高患者中枢神经系统的代偿能力完全是有可能的，即使患者发病后许多年，这种能力仍然值得深入挖掘，不要轻易放弃希望。