史上最傳奇的頭骨:被鐵棒貫穿,被挖墳研究,最終登上 Scienza 封面

本文作者:Byronchu

25 歲的年輕人雙手和前臂嚴重燒傷, 頭上還頂著兩個血洞:一個在左臉緊貼下頜角的位置,一個在頭頂,上抬的衱骨碎片和凸姦的的的凸姦簄的

「或許只有戰地醫生才可能見過如此恐怖的畫面。」

出乎意料 的 是, 這 位 年輕人 仍 頑強 地 保持 著 清醒. 在 來到 這裡 之前, 他 乘 牛車 趕 了 了 幾 的 路, 又 在 攙扶下 的 的 很 很 一 在 爬 了 很 長 一 段 樓梯, 甚至 還 有 精力 向 別人 別人講述自己的事故。

面對接診的醫生們,他有些抱歉:「這可夠你們忙的了。」

誰也沒有想到,他一語成讖,讓無數科學家們忙碌了整整兩個世紀。

一場爆炸,鐵棒穿透了他的頭顱

位年輕病人的名字,叫做菲尼斯 蓋奇(Phineas Gage)。而他的故事——或者說是事故——或者說是事故——發生在 1848 年 13 9 9

失去了左眼的蓋奇 圖源:Wikipedia

這 天, 25 歲 的 蓋奇 正像 往常 一樣 工作. 他 是 一 名 鐵路 工人, 負責 的 主要 任務 是 爆破. 他 和 同伴 相互 配合, 在 鑽孔 的 岩石 中 中 填入 的 的 中, 再 用 一 和 沙土, 再 用 一根鐵棒壓實,配合保險絲,可以安全有效地控制爆炸范圍。

然而, 這 套 已經 爛熟於心 的 動作 卻 在 這 一 天 出 了 差錯. 某 一 刻, 似乎 有 誰 叫 了 蓋奇 的 名字, 他 一時 之間 的 了 心, 他 一時 之間 分 了 心, 轉過頭, 卻 沒有 停下 手 上 的 工作: 同伴還沒來得及用沙土掩上炸藥,蓋奇的鐵棒就已經砸向了火藥

火花濺起的那個瞬間,爆炸發生了。

巨大的推力炸飛了蓋奇手中的鐵棒。 這 根 長 1,09 米, 直徑 ​​3 釐米, 重 6 千克 的 「鐵 標槍」 」子彈 子彈 出膛, 直接 貫穿 了 蓋奇 的 左 臉 貫穿 擊碎 蓋奇 的 左 臉, 擊碎 了 上臼齒, 經過 左眼球 後方 又 從 顱頂 經過 左眼球 後方 又 從 顱頂 飛出, 裹 著血液和腦漿,直直地插在了 20 米開外的地上

爆炸示意動畫 圖源:YouTube 視頻 ‍

蓋奇重重地摔倒在地,他抽搐了幾下,陷入了短暫的昏迷,但在幾分㐘後又迅速轉醒,還可軥繬繛

在 工友們 的 幫助 下, 恢復 穩定 的 蓋奇 爬 上 一 輛 的, 筆直地 坐 了 一路, 活著 且 坐 清醒 地 地 了 醫生 神志 清醒 地 地 來到 了 約翰 清醒 哈洛 (John Martyn Harlow) 面前.

哈洛醫生 圖源:Wikipedia

奇跡生還,但蓋奇不再是蓋奇

作為接診了蓋奇的醫生之一,哈洛總是謙虛地說: 「我包紮了他,上帝治癒了他。」 不過,當我們從現代醫學的角度回望,就會知道這句話所言非虛。

當時,無菌手套還沒有被發明出來 圖源:YouTube 視頻

在 無菌 手套 還 沒有 被 發明 的 年代, 哈洛徒 手 探查 了 了 的 傷口, 取出 骨頭 碎碎, 剝下 已經 凝固 的 血塊 和 腦漿 腦漿, 並 嘗試 包紮 .5 個 小時 之後, 利用 極其 有限 的 醫療 技術, 哈洛成功止住了大出血。

此後的十多天時間裡,蓋奇因為感染一直處於半昏迷狀態,甚至一度出現譫妄,左眼也完全失昘

但奇跡似乎格外眷顧這個堅強的年輕人。挨過了最危險的感染期後,蓋奇的身體開始逐漸好轉。 10 luglio 7 giugno 2019

康復 「出院」 後, 蓋奇 可以 正常 行走, 也 能 理智地 與 人 溝通, 大部分 時間 都 保持 清醒. 因此, 哈洛 和 其他 醫生 都 的 的 他 「保存 了 的 的 神經 系統 狀態」.

然而, 朝夕 相處 的 工友們 還是 的 敏銳 地 發現 了 蓋奇 的 不 對勁: 那個 曾經 彬彬 有 禮, 待人 曾經 的 的 蓋奇 不 見 了, 取而代之 的 是 一 個 固執 固執 的 粗魯 的 陌生人.

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「蓋奇不再是蓋奇了。」他的朋友們都這樣說。

在 朋友 和 家人 的 描述中, 蓋奇 的 情緒 變得 陰 陰 晴不定, 反復 無常, 對於 別人 提出 的 約束 和 和 建議, 一 概 十分 不 和 建議, 一 概 十分 不 耐煩, 頑強 且 固執, 對 身邊 的 的 且 固執, 對 身邊 的 人 毫 無 尊重. 只 有 「孩子 的智力」和「強壯男人的動物激情」。

Ulteriori informazioni

蓋奇的顱骨和鐵棒 圖源:Wikipedia

直 到 1860 年 5 月 21 日, 蓋奇 因 癲癇 癲癇 死亡, 時 年 36 歲. 此時, 距離 那 場 爆炸 已經 過去 了 十二 年 六 個 月 零八 天 年 年 個 個 零八 天.

顱骨出土,開啟新的研究

死亡 給 這 段 傳奇 人生 畫上 了 句 的 不 再 那 句 的 的 的 的 的 的 的 中 中 中 的 的 口耳相傳 中 中 傳越 傳越 的, 吸引 了 一 眾 眾 的 關注.

在蓋奇還活著的 1840 年左右,神經科學領域佔據主導地位是顱相學。 顱相學 認為, 大腦 裡 有 27 個 不同 器官, 分別 決定 人格 的 不同 方面. 而 通過 觸摸顱 的 隆起 或者 凹陷, 就 能 知道 一 個 個 的 的 性格.

顱相學 圖源:Wikipedia

對於蓋奇的案例,美國顱相學的著名擁護者尼爾森 塞澤 (Nelson Sizer)

盡管 從顱相學 中, 我們 隱約 能夠 窺見 窺見 的 的 的, 但 究 皮質 的 雛形, 但 究 其 根本, 這 還 是 一 種 偽 偽 還 是 一 種 偽 科學.

到了 19 世紀後期,顱相學逐漸走下神壇,神經功能定位的概念取而代之成為了研究領域的流潮潮 人們開始逐漸探索認知功能、認知過程與大腦的特定區域之間的聯系。

而 救治 了 蓋奇 的 哈洛 醫生 在 在 種 潮流 的 引領 下, 也 回想 起 的 了 自己 這 位 特別 的 「老 病人」. 他 猜測, 蓋奇 的 性格 和 行為 變化 可能 與 大腦 的 局灶性 損傷 有關。但此時,蓋奇已經去世多年,他受傷的大腦也早已歸塵歸土了。

哈洛沒有輕易放棄,他設法徵得了蓋奇家人的同意。 1867 年,蓋奇的遺骨被從舊金山的孤山公墓中挖出。帶著蓋奇的顱骨和那根鐵棒,哈洛開啟了新甩甩

嘗試復原

1868 年, 哈洛 在 “麻省 醫學會 雜志” 發表 一 篇 論 文. 這 是 他 論 論 的 發表 是 蓋奇 病例 第二 的 的 論文, 其中 不僅 包含 了 論 論 的 病程 記錄, 還 記錄 了 蓋奇 後來 的經歷和家人的口述。

這篇論文中,哈洛第一次嘗試推理鐵棒的進出路徑和可能造成的損害。

他 詳細 地 復原 了了 的 路線: 穿過 穿過 皮膚, 往 往 偏 後 的 方向 朝著 中線 前線, 穿過 咬肌 和 顳肌, 通過 顴弓 下方, (可能) 碎裂 了 蝶骨顳部 和左眼 眶底, 進入 顱腔, 透過 大腦 的 左 前 葉, 並 從 冠狀縫 和 矢狀縫 的 交界處 的 中線 附近 飛出, 飛出 時 撕裂 了 縱竇, 破壞 了 頂骨 和 縱竇 的 部分 以及 大腦的一部分,並將左眼球從窩眼裡向外擠出一半遠。

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哈洛描述的鐵棒穿透顱骨的方向 圖源:Wikipedia

在這篇文章中, 哈洛認為蓋奇的腦損傷可能穿透左側腦室角

但 哈洛 結論 一直 備受 質疑, 因為 他 的 推斷 只 是 基於 顱骨 的 的 痕跡, 並沒有 真正 進行 屍檢. 直 到 1873 年, 一 位 名叫 大衛 費裡爾 (David Ferrier) 博士 在 猴子 身上 實驗, 重現了額葉前額損害,並結合哈洛的論文廣做演講,學界這才逐漸接受了 Ulteriori informazioni

此後, 哈洛將 蓋奇 的 顱骨 和 鐵棒 鐵棒 捐給 了 哈佛 的 沃倫 博物館, 為 更 多 好奇 的 研究者 留下 了 一 一 把 通往 過去 的 鑰匙.

揭開迷霧

200 immagini a colori

因為研究水平的限制,哈洛的記錄會不會存在錯誤呢? 為了尋求真相,不少研究者搭上了神經影像學的順風車,致力於重建鐵棒穿過蓋奇大腦的通道。

其中最為著名的,當屬 1994 年,南加州大學的神經生理學家漢娜(Hanna Damasio)和安東尼奧 (Antonio Damasio)皀

他們 對 蓋奇 的 骨 進行 x 光 檢查, 用 現代 計算機 進行 進行 3D 重建 了 頭骨 和 鐵棒 通過 的 軌跡. 得出 結論 認為, 大部分 損害 集中 在 左側 和 右側 損害 的 腹側 區域, 並 累及 「社交腦 」(眶額 葉皮層 的 前半 部分, 中額 葉 的 頂部 及 及 前部 區域, 以及 前扣 帶回, 不 包括 輔助 運動 皮層, 和額島 蓋, 並且 左 半球 的 的 的 下 白質 損傷 比右 比右 半球更廣泛) 。

這樣的損傷導致了理性決策,道德、社會行為和情感處理時出現差錯。 而這篇論文和重建模型,登上了 1994 年《科學》雜志的封面。

登上 Scienza 封面的蓋奇 圖源:Scienza

但結論依然存在爭議。

2004 年, 哈佛 的 神經 解剖學 專家們 使用 更 大 功率 的 電腦 重建 了 鐵棒 的 3D 軌跡, 認為 損害 僅 限於 左額 葉, 並沒有 越過 中線. Ulteriori informazioni

2012 年, 加州 大學 洛杉磯洛杉磯 分校 神經 影像 實驗室 的 研究 人員 重新 分析 了 的 的 研究 圖像, 使用 Mri 和 擴散 成 像 數據 來 推斷 擴散. 認為皮質損傷僅限於左腦半球,而白質損傷則發生在半球內和半球間(累及兩個半球) . 損害 僅 限於 左側額 葉, 除了 4% 的 大腦 皮層, 還 有 11% 的 額葉 白質. 白質 束 的 損傷 包括 鉤狀束, 扣帶束 和 上 縱束.

圖源:參考文獻 9

關於蓋奇大腦損傷的迷霧似乎已經揭開,但是新的問題又出現了。

尾聲

2009 年, 人們 偶然 發現 的 的 的 銀版 相銀版. 照照 中, 左眼 失明 的 蓋奇 手握 那 根 鐵棒, 衣著 講究, 神情 自若 鐵棒, 衣著 講究, 神情 自若, 甚至 有 幾分 英俊.

照片中的蓋奇手握鐵棒:Wikipedia

個在傳言中只有「孩子的智力」和「強壯男人的動物激情」的子的智力」和「強壯男人的動物激情」的蓋奇,在照片裡顯然要更加微

而 隨著 更 多 事實 查證 的 揭露, 研究 人員 發現 蓋奇 蓋奇 曾 在 智利 做 了 7 年馬車車 夫. 連 鐵路 的 工人 都 做 不 了 的 蓋奇, 究竟 如何 勝任 了 了 車夫 這樣 細致 的 工作 呢?

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長久以來, 神經 科學家們 普遍 認為 神經 元 元 一旦 死亡 不 的 的 的 功能 缺陷 也 是 不可逆 的. 但 20 世紀 末, 科學家們 卻 逐漸 發現 成年人 的 大腦 可以 重新 學習 某些 失去 的 功能,也就是神經可塑性(Neuroplasticità)。

或許可以給蓋奇留下的謎團一個暫時的解答: 他曾經失去的東西,有可能通過多年的訓練,又回來了。

那麼, 蓋奇 的 改變 用 了 多久 呢? 他 真的 康復 到 足夠 適應 社會 了 嗎? 如果 的確 如此, 那麼 大腦 又 是 如何 重新 的, 鞏固, 以及 如何 的 的 那些 神經 及 神經 間 的 連接 的 呢?

些問題,我們目前仍沒有答案,但菲尼斯 · Ulteriori informazioni 盡管他的故事依舊還有很多謎團,但正是這種不確定性,激起了一代又一代神經科學家的探索欲。

他們搜尋證據,建立假設,為了同一個真相,不懈追問。 (策劃:z_popeye,Y.;監制:gyouza)

致謝:本文經 復旦大學附屬華山醫院神經內科主任醫師、博士生導師 郁金泰教授 專業審核

題圖來源:Scienza 封面

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