不能形成记忆的人-深度-知识分子

不能形成记忆的人

2020/08/26
导读
他不是医生,只是个几乎算得上是受害者的病人,却阴差阳错地成了科技进步的主角。

前言

当我们还是学生时,每读一篇文章,读到细处,便会想去关注文章背后的故事——作者写作时是刚巧仕途顺达,还是不幸家道中落?当时的社会是激烈而动荡,还是富足而安定?


这样的思考,却不常被用在理解科技进步上。


科学发现与技术突破由人来推动,这些人都活在自己的时代里,受到时代的影响。虽然,今天的我们活在一个科技飞速发展的时代,这导致了我们非常关注科技进步,但在关注这些的同时,我们却时常忽略了这些科技进步背后的人。他们中有通过投入自己的脑力与体力而直接推动创新的科学工作者与工程师,也有像你我一样默默资助科学研究的普通纳税者,却也有非常少的一部分人,在不知情的情况下阴错阳差成为了科技进步的主角。


代号为H. M.的失忆症患者就是一位这样的人。他的全名为亨利·莫莱森(Henry Molaison),是神经科学史上最著名的病人之一。他孤独地活了82年,但一直到死亡,他仍全然不知自己的生命是个体的悲剧,是社会的闹剧,却也是人类文明的财富。


撰文 | 孙睿晨

责编 | 李珊珊


1

脑叶切除

这个故事要从精神疾病讲起。

在过去的几个世纪里,精神疾病患者的处境一直很艰难。这些患者绝大多数患了精神分裂症,但也有抑郁症、焦虑症、躁郁症、以及许多当时还没有准确定义的精神病。这些病人不仅会被关在专门的精神病医院,而且要在那里接受各种令人匪夷所思的”治疗手段“。这些形色各异治疗手段后来都被一一证明是无效的。其中比较著名的手段包括:将患者交替置于冷水和热水中长达数小时(水疗法),对患者头部施加较大电流(电击疗法),以及旨在通过手术的手段来控制患者精神疾病的精神外科手术。


脑叶切除术(lobotomy, 又称脑白质切除术、脑叶白质切除术)是最著名的精神外科手术。第一位尝试精神外科手术的是一位来自十九世纪末期的瑞士精神科医生戈特里布·伯克哈特(Gottlieb Burckhardt)。当时,他经营着一家私人精神病院,并且认为,精神疾病的根源在人的大脑组织,而破坏掉致病的脑组织可以缓解患者的精神疯癫症状。抱着这样的想法,尽管他没有外科行医执照,却还是为院里的一位女患者进行了五次开颅手术,并先后从她的大脑各处一共取出18克脑组织。关于手术的效果,伯克哈特写道:“……(手术后)尽管这位女士丧失了绝大部分智力,但她从一位危险、容易兴奋的健忘患者变成了一位安静的健忘患者。”[1]


当医学界的同行们了解到了伯克哈特对这位女士做的这一系列手术后,他们感到震惊、并对此表达了强烈的反感。也因此,在接下来的四十多年里,这项手术像是被抵制了一般,鲜少再被提起——直到1935年。


那一年,第二届国际神经内科大会在伦敦举办。会上,来自美国耶鲁大学生理系的约翰·富尔顿(John Fulton)汇报实验室最新的研究成果:他们对两只黑猩猩展开了一系列认知能力的行为测试。

认知能力测试往往需要重复多次,而在重复测试的过程中,两只猩猩很容易失去耐心,变得神经兮兮、不再配合实验人员。因此,为了让猩猩们配合实验,他们突发异想吗,决定试试切除猩猩的一部分大脑。

大脑分为四个部分,大脑,小脑,脑干,间脑。而大脑本身又可分为五叶:额叶、顶叶、枕叶、颞叶、岛叶(其中岛叶在大脑中部,无法直接从外侧观察)。富尔顿最后选择了额叶下手。

大脑各部分示意图(图片改编自维基百科 [2])


手术后,富尔顿对黑猩猩重新进行了认知能力测试。他发现,它们的认知能力显著降低了,但是它们脾气却变得异常温和——就算测试做错了、没有获得奖励,它们也不会表现出丝毫厌烦急躁的情绪。


富尔顿作报告时,葡萄牙的神经解剖学家安东尼奥·埃加斯·莫尼斯(António Egas Moniz)正好坐在台下。


报告结束后,莫尼斯举手提问:“请问您是否认为这项手术可以在人类身上实现同样的效果呢?”[1]


我们无从得知富尔顿的回复。但是,可以确定的是,那场会议3个月后,莫尼兹在一位神经外科医生同事的协助下,对一名患有严重抑郁症的病人实施了类似的额叶切除术。几个月的时间里,莫尼斯的团队先后在二十位表现出不同症状的精神病人身上实施了额叶切除术,并将相关的手术结果整理后发表在一本法国医学期刊上。


美国的神经内科医生沃尔特·费里曼 (Walter Freeman)看到了这篇论文,产生了极大的兴趣,决定效仿。1936年9月,在一位神经外科医生同事的协助下,他主持了美国历史上第一台脑叶切除手术,据说这位患者是一名患有焦虑症与严重失眠的家庭主妇。在那之后,弗里曼做了大量的类似手术,成了当时执刀脑叶切除手术台数最多的医生。


在那之后的十几年里,脑叶切除术以令人吃惊的速度在欧美各国被迅速地推广。各地的精神病院都争相引入这项新技术,以便更好地管理那些神神叨叨、疯疯癫癫的患者。

安东尼奥·埃加斯·莫尼斯(António Egas Moniz)(图片来源:诺贝尔奖官网[3])


1949年,莫尼斯因发明了脑叶切除术获得了诺贝尔生理与医学奖。在随后的那些年里,神经外科医生常常专程到各地的精神病院里,为住在病院里的患者实施该手术。到1951年时,在美国境内完成的脑叶切除术已经达到20000台,其中大部分接受该手术的患者是精神病人(绝大多数是女性)


2

斯科维尔医生

在美国,除了费里曼医生之外,另一位以高超的脑叶切除术闻名的医生是威廉·斯科维尔(William Scoville)医生。斯科维尔医生是二十世纪中叶美国著名的神经外科医生之一。他参与主刀的脑叶切除术数目仅次于弗里曼医生。

威廉·斯科维尔(William Scoville)医生(图片来源: [4])


与费里曼医生相比,斯科维尔医生身上有一股学者气质。像大多数医生一样,斯克维尔医生原本对脑叶切除术并无特殊的兴趣。但在1944年——斯科维尔医生与妻子艾米莉结婚的第十二年——他的想法发生了改变。在他们婚姻的头十二年里,他为了完成医学训练辗转各地,艾米莉也带着三个孩子随着他东奔西走。但就在那一年的某一天,她突然毫无征兆的疯了。斯科维尔医生不得不把她送到家附近的一家私人精神病院。


自那以后,脑叶切除术慢慢地成为了他行医生涯中的重要一部分。在流传下来的有限的资料里,他从来没有提过自己为什么如此热衷于精神外科手术以及脑叶切除术。仅有一次,晚年他在给儿子的一封信中提到,“我花了二十年研究精神疾病、并对精神病人实施手术,就是希望能找到治愈这个病的方法——为了艾米莉。”[1]


斯科维尔医生的手术带有强烈的个人风格。他常常钻研手术细节,不断改进手术技术,并自主研发了许多到今天仍然广泛被使用的手术工具。当时主流的脑叶切除术是切除全部或部分额叶,而他则开发了切断额叶与大脑其他部分连结的神经纤维的简化版切除术。与此同时,他还不断往大脑的深处探索,尤其是神秘的颞叶深处。

边缘系统(图片来源:维基百科[5])


颞叶内侧的脑区(又称为颞中叶)又被称为边缘系统,而边缘系统包括海马结构、海马旁回及内嗅区、齿状回、扣带回、乳头体以及杏仁核。斯科维尔医生的时代,没人知道这些结构的具体功能。于是,他开始在手术中尝试在切断额叶与外界连接的神经纤维的同时切除部分颞叶组织。


1953年四月,斯科维尔医生在美国神经外科大会上公布了一些切除了边缘系统的病例。在230个双侧边缘系统被切除的精神病人身上,他没有观察到病人在手术前后有明显的变化。

这230例接受手术的患者都是精神病人,他们长期住在精神病院里,长期服药,其神智已经远不如常人清醒。这些都是能显著影响进一步理解术后结果的因素。有些病人身上出现了短暂的呕吐症状。有位病人在术后记忆力下降了,但其他二百多例患者身上并没有观察到同样的现象。手术本身对患者本身的精神病并没有起到改善作用。根据这些观察,他不能明确指出边缘系统的具体作用。


斯科维尔医生认为,虽然目前的结果无法为我们提供理解边缘系统的具体功能,但是他计划继续实施手术。这是因为他意外地注意到,在同时患有精神病和癫痫的患者身上实施颞叶切除手术,虽然不能改善精神病的症状,但却能部分缓解他们的癫痫症状——癫痫是一种源自脑部的慢性疾病,特点是反复发作。大部分癫痫患者在癫痫不发作时的神智是正常的,而只有少数患者会同时患有其他精神疾病。患者发作时,身体会出现短暂非自主性抽搐,也有可能短暂的失去意识。当时,人们对于癫痫的了解甚少。所以, 虽然癫痫没有传染性,但癫痫患者常常因为其发病时的可怖症状被污名化。


通过切除部分颞叶组织而控制癫痫症状在当时不完全是新鲜事。在加拿大的蒙特利尔神经研究所,怀尔德·彭菲尔德医生(Wilder Penfield)过已经报道过多例通过切除癫痫病人单侧颞叶内侧而得到显著改善癫痫病例[6]。虽然单侧颞叶切除只能改善症状,而不能根除癫痫,但具有多年经验的彭菲尔德医生仍然坚持只切除单侧颞叶,因为没有人知道颞叶所在的脑区到底掌管哪些功能。保留一侧颞叶,就能保证病人有一侧正常运转的颞叶以及边缘系统。而如果切除双侧颞叶,病人可能会丧失许多意料之外的正常生活能力。彭菲尔德医生不愿冒这个险。


所以,在复盘自己经手的双侧颞叶切除的精神病患者的数据时,斯科维尔医生想:双侧内侧颞叶切除似乎对精神病人的行为没有显著的影响,那么这种手术能否治愈神志清晰的普通癫痫病人呢?


在这个时候,27岁的亨利·莫莱森出现了。


3

亨利·莫莱森

1926年2月26日,亨利·莫莱森出生于美国康乃狄克州哈特福德市(Hartford, Connecticut)的一位普通人家。

亨利·莫莱森(Henry Molaison)(图片来源:维基百科[7])


亨利在十二岁时经历了一场车祸,大脑受到了撞击,或许,因为这场车祸的缘故,车祸后,他患上了癫痫。这给他的生活造成了很大的困扰。频繁发作的癫痫症状让亨利一度中断学业。也因此,他直到21岁才完成高中学业。高中毕业后,他在一家工厂找到工作,却因为反复出现的癫痫症状而严重影响工作状态,不得不多次或主动或被动地更换工作。他需要服用的药物也逐渐增多、剂量加大。


1953年初时,亨利需要大剂量服用的各类抗癫痫的药物:苯妥英(Dilantin),每日五次;美芬妥英(Mesantoin), 每日三次;苯巴比妥(phenobarbital),每日两次;三甲双酮(Tridione), 每日三次[8]。尽管如此,亨利身上的癫痫症状仍然每日多次发作。此时的亨利,已经27岁,住在家里,活动受限。他和他的家人都慢慢明白,如果不做点什么的话,亨利未来的人生可能不会好起来了。


亨利的家人四处求医,最后找到了斯克维尔医生。


斯克维尔医生在给亨利做了详细的检查后,发现传统的疗法对亨利已经毫无作用了。于是,他建议他们尝试一下脑叶切除手术。


亨利的手术安排在了1953年8月25日。


癫痫在发作时,病人大脑中某一个或几个区域会出现强烈的脑电波。通过在头皮上(或直接在大脑组织中)使用电极测量可以检测出癫痫的大致病灶。如果癫痫发作时仅有一侧大脑组织出现信号较强的脑电波活动,那么仅对该侧的该部分组织实施定点切除就应该可以缓解癫痫症状。但在术前检测时,斯科维尔医生的助手没有找到亨利的病灶。于是,这个筛查任务被安排在了在手术时进行。


斯科维尔医生凿开亨利的前额头盖骨后,发现亨利的脑组织看起来没有什么异常。于是,他指示手术团队可以开始进行最后一次脑电波检测。


在一名脑电测量师的检测下,他将多个金属电极轻轻接触亨利的内侧颞叶的表面各个位置,以期能从这些电极捕捉到的脑电信号中找到癫痫的病灶。


但是,脑电测量师又一次扑空了:所有位点的脑电波看起来一切正常。


如果此时,站在手术台边上的是蒙特利尔神经研究所的彭菲尔德医生,那么亨利的大脑应该会被重新缝合,完璧归赵。彭菲尔德医生在业内以谨慎出名——如果没有确凿的病理证据,他不会轻易动刀。即使动刀,他也从来只会对单一侧大脑动刀。


但此时,手术刀在斯科维尔医生手里。在整个在手术过程中,斯克维尔医生是清醒的,而接受了局部麻醉的亨利也是清醒的。


他们两位当时的心理活动我们无从得知。但是,我们知道,斯科维尔医生最后选择了将亨利左右脑的内侧颞叶组织全部一同切除。


亨利大脑中被切除的部分包括海马体(全部),杏仁核(大部分),内嗅皮质(大部分)


手术之后,亨利的癫痫症状消失了。


不过,斯克维尔医生惊讶的发现,亨利什么都记不住了。


他在随后的论文中这么描述亨利:“他患上了严重的记忆问题,他记不住自己住在哪件病房,记不住负责照顾他的医务人员,也记不住如何去洗手间。”

正常人的大脑形态与手术后亨利的大脑形态的对比(图片来源:[9])


4

记忆

手术后,亨利保留了手术之前形成的记忆,但永远失去了形成新的记忆的能力。


在那之后的一次学术交流中,斯科维尔医生向彭菲尔德医生介绍了亨利的情况。彭菲尔德医生对亨利非常感兴趣,便派了自己的一位研究生布伦达·米尔纳(Brenda Milner)到康乃狄克州采访亨利,以及其他几位接受了双侧颞叶组织切除的精神病患者。米尔纳发现,亨利与这几位患者都丧失了形成新记忆的能力。但只有亨利神志清晰,能够明确回应实验人员的各种问题,具有进一步测试的价值。另外几位精神病患者神智不清,无法在访谈中正常回答问题。根据这几位案例,斯科维尔医生与米尔纳博士于1957年发表了题为《双侧海马体切除而导致的近期记忆丧失》的研究论文[10]。这场手术让亨利变成了代号为H.M.的失忆症病人,并最终成为了神经科学史上最著名的病人之一。亨利让我们认识到了在大脑中长期记忆和短期记忆是不同的功能。


在这篇论文发表之后,对于斯科维尔医生而言,亨利这一章就算翻篇了。但对于米尔纳博士和其他对大脑记忆功能感兴趣的学者而言,这只是个开始。


米尔纳博士多次专门到康乃狄克州拜访亨利,每次都带着不同的心理学测试。其中不少测试她让亨利做了不止一次。其中一个视觉运动测试的结果让米尔纳博士大吃一惊。


在这个测试中,受试者被要求描画一个双轮廓的五角星,并且受试者只能看见自己的手和镜子中反射出来的五角星。每一次把线画到了五角星的任意一边的轮廓外都会导致扣分。普通人在第一次尝试这个测试时,往往分数不高。但到了第五次时,一般人的分数都能得到显著的提高。亨利第一次做这个测试时,分数不高。在那之后,每一次亨利被要求完成这个测试时,他都告诉米尔纳博士,他从来没有做过这个测试——他对这个测试一点印象都没有。

镜画五角星实验(图片来源:[11])


但是,他的测试分数却越来越高了。在他第五次完成这个测试时,他的成绩与普通人一样,都比第一次的成绩有了显著的提高 [12]


这个发现,让人们对大脑的记忆能力,有了新的理解。记忆不仅存在长期记忆和短期记忆,而且存在不同种类的记忆。亨利的大脑对新的事件和经历丧失了记忆力,但却能记住与视觉运动技能相关的能力训练。这一发现引起了学术界的关注,让更多的人开始关注大脑中不同的记忆系统。这一发现为多年后显性记忆与程式记忆的概念奠定了基础。失去了海马体的亨利丧失了形成新的显性记忆(包括情节记忆和语义记忆)的能力,却保留了一定程度的程式记忆能力。这些保留下来的程式记忆能力让亨利在反复描画五角星时能够逐渐变得熟练,尽管他完全不记得曾经做过这个测试。


米尔纳博士对亨利进行了十多年的随访。后来,她的研究生苏珊·科金博士(Suzanne Corkin)接手了亨利这个案例。科金博士在随后的四十多年里,不仅发表了许多篇基于亨利这个案例的记忆学研究论文,而且主管了亨利与外界的一切交流。在2008年12月亨利去世后,科金博士还继续主导了解剖亨利的大脑,并且扫描脑切片的项目[13]


科金博士的其中一项研究表明,亨利事实上已经丧失了所有的情节记忆,包括那些在手术之前形成的情节记忆[8]。他记不起跟父母度过的任何一段时光,记不起第一次喜欢一个女孩的感觉,记不起生命中任何一件大事发生时自己的感受。他记得的部分只剩下语义记忆——那些冷冰冰的事实:自己的生日,伦敦在哪里,美国总统的名字。


这些就是那台手术留给亨利的人生。


在各位研究过亨利的学者的记录中,亨利是一个好脾气、易相处的人。对于每一份摆在他面前的问卷和测试,他每次都认真完成、毫无厌倦——因为每一项任务都是全新的。


但在曾经照顾过亨利的社工的记忆中,亨利在家时有过极其暴躁而沮丧的时刻——在亨利的母亲还在世时,亨利尤其容易变得暴躁。日渐衰老的母亲似乎尤其能触发他性格中消极的一面[1]


从失去记忆的能力那一天起,亨利记忆中的母亲就永远定格在了一个优雅的中年妇人的形象。每天醒来,他看见的却是不再优雅的母亲和她渐渐老去的容颜。她的皱纹、白发,迟缓的动作,沉默地提醒他许多年光阴已经过去,而这些光阴在他的脑海中没有留下一丝痕迹。


母亲毫无征兆的衰老意味着什么?虽然没有学者问过亨利对于母亲的衰老的问题,但我想,他在见到母亲的瞬间应该意识到自己也老了。


突然发现自己许多年的人生已经了无痕迹地逝去时,就算是再好脾气的人,大概也会有深深的困惑和不甘吧。


或许,亨利曾经问过自己:那么漫长的时光,在自己的脑中竟然根本没有存在过。这怎么可能呢?

小时候的亨利与父母(图片来源:[14])


5

尾声

此时此刻的我们离最后一台脑叶切除手术相隔不到五十年。

电影《飞越疯人院》剧照(图片来源:[15])


在电影《飞越疯人院》中,精神病院的主管护士为了让具有反叛精神的主角墨菲变得易于管理,强迫他接受了脑叶切除术。他也因此丧失了基本的智力,变得如同行尸走肉一般。这部电影为日后大众对于脑叶切除术的态度从支持变为批判奠定了基础。七十多年前获得诺贝尔生理与医学奖的脑叶切除术现在已经被归类为野蛮医学操作(medical barbarism)


因为妻子的精神疾病而投身脑叶切除术的斯科维尔医生的故事,也让人唏嘘。在斯科维尔医生的外孙Luke Dittrich对一位斯科维尔医生曾经的同事的采访中,后者透露斯科维尔医生最后还是对自己的妻子艾米莉亲自实施了脑叶切除术[1]。不过这场手术,没有留下任何证据,所以无从考究。


六十多年前,亨利接受了脑叶切除术,变成了失忆症患者H.M.。这是他的选择,也不是他的选择。今天,我们都认识到亨利对于神经科学的巨大贡献,但却选择性地忽视了当年推动他做出接受手术的选择的时代背景。


那个人们会因为患有精神疾病而被送去做脑叶切除术的时代,甚少被提及。几万个主动或被动地接受了这项手术的人最终失去了名字,变成了数字和代号。这些人中,只有少数人的故事被记录了下来。


除了亨利以外,另一位脑叶切除术受害者,美国前总统肯尼迪那位极少被提及的妹妹罗丝玛丽的故事近年来也慢慢浮出水面。1941年,23岁的罗丝玛丽因表现出剧烈的情绪波动性格而被肯尼迪家族送到手术台上,接受了脑叶切除术[16]。为她进行手术的,是前文提到的费里曼医生。术后, 她不会说话,手脚行动受限,心智与二岁小儿无异。直到2005年去世时,她一直住在专门的疗养院,由专人照护。

手术前的罗丝玛丽(图片来源:维基百科[17])


在未来,这样的故事可能会以任何可能的形式一而再再而三的困扰我们——在科技进步并非无害的情况下,我们如何去接纳新的科技?如果科技进步与认知拓展的实现需要我们首先去相信错误的理论,去实践代价未知技术,我们该如何选择?


(本文参考了斯科维尔医生的外孙Luke Dittrich所著《Patient H.M.: A Story of Memory, Madness, and Family Secrets》,科金博士所著《Permanent  Present Tense》,电影《飞越疯人院(One flew over the cuckoo’s nest)》,Kate Clifford Larson所著《Rosemary, The Hidden Kennedy Daughter》。)


参考文献:

1.Luke Dittrich, Patient H.M.: A Story of Memory, Madness, and Family Secrets

2.https://en.wikipedia.org/wiki/Cerebrum

3.https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1949/moniz/facts/

4.https://www.wired.com/2016/08/untold-story-neurosciences-famous-brain/

5.https://en.wikipedia.org/wiki/Limbic_system

6.Ladino, et al., The Montreal procedure: the legacy of the great Wilder Penfield (2018)

7.https://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Molaison

8.Suzanne Corkin, Permanent Present Tense

9.https://www.brainfacts.org/in-the-lab/tools-and-techniques/2018/the-curious-case-of-patient-hm-082818

10.William Scoville and Brenda Milner,Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions (1957)

11.http://faculty.knox.edu/fmcandre/Mirror_Drawing_Lab.pdf

12.JA Ogden, S Corkin, Memories of HM (1991)

13.J Annese, et al. Postmortem examination of patient H.M.’s brain based on histological sectioning and digital 3D reconstruction (2014)

14.https://www.pbs.org/wgbh/nova/article/corkin-hm-memory/

15.https://www.theguardian.com/film/2017/apr/11/michael-douglas-and-louise-fletcher-how-we-made-one-flew-over-the-cuckoos-nest-interview

16.Kate Clifford Larson, Rosemary, The Hidden Kennedy Daughter

17.https://en.wikipedia.org/wiki/Rosemary_Kennedy

制版编辑 | 栗子

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