2021年09月01日发布 | 2817阅读

神外历史上的今天|书写神经科学史新篇章的“平凡之路”

李艺玮

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1953年9月1日,68年的今天,神经科学史上最重要的病人亨利·古斯塔·莫莱森(Henry Gustav Molaison,H.M.)接受了双侧颞叶内侧叶切除术。手术成功地控制了长期困扰他的顽固性癫痫,然而,术后的莫莱森无法再形成新的记忆,而这个案例在解释大脑功能和特定心理过程间联系的理论发展中发挥了重要作用,莫莱森也因此成为人们触及大脑记忆功能奥秘的重要契机。对莫莱森的研究,彻底改变了人们对人类大脑中记忆区域的理解,更为人们摒弃大脑记忆功能研究中错误的旧理论、形成认知神经心理学的新理论以及研究关于人类记忆的过程和潜在的神经结构提供了可靠的依据。






1926年2月26日,莫莱森出生于美国康涅狄格州曼彻斯特。7岁时,他发生了一次自行车事故,事故中莫莱森伤及头部,并因此患上了顽固性癫痫,从此他便与疾病进行着艰苦的斗争。在他16岁前,癫痫仅仅是轻微的部分发作,然而16岁以后,他开始出现严重或强直阵挛癫痫发作。直到他27岁时,尽管已经服用了大量的抗癫痫药物,但他仍然因为频繁的癫痫发作失去了工作能力,更是与正常的生活无缘,饱受癫痫折磨的莫莱森四处求医,只为逃离病魔的掌心。


1953年,莫莱森被转介给美国哈特福德医院的神经外科医生威廉·比彻·斯科维尔(William Beecher Scoville)。经过检查,斯科维尔将他的致痫灶定位于左右颞叶内侧,并建议他接受致痫灶的切除手术。1953年9月1日,斯科维尔切除了莫莱森双侧颞叶内侧叶,包括海马体的前三分之二、海马旁皮质、内嗅觉皮质、梨状皮质和杏仁核。



这次手术后,莫莱森的癫痫发作肉眼可见地减少了,从他最初对治愈癫痫的强烈渴望来看,这场手术不可谓不成功。然而令人意想不到的事情发生了——切除了这些在术前评估中似乎完全没有功能的组织后,莫莱森出现了严重的顺行性健忘症:他对于术前的生活和工作经历的记忆完好无损,但他却无法记住自己在术后新发生的事情。莫莱森的症状引起了许多神经学领域学者的注意。1955年,一位名叫布伦达·米尔纳(Brenda Milnerr)的研究人员的出现,真正藉由莫莱森书写了神经科学史上的新篇章。


布伦达·米尔纳博士是加拿大杰出的神经心理学家,是人类大脑研究的先驱,同时也是临床神经心理学和认知神经科学领域的创始人,为彻底改变人们对大脑结构如何控制不同的学习、记忆和语言功能的理解做出了巨大贡献,这在很大程度上要归功于她对莫莱森所进行的全面而有条不紊的长期研究。



早在1950年,在加拿大著名神经学专家唐纳德·赫布(Donald Hebb)博士的指导下,米尔纳就针对颞叶损伤对人类智力的影响展开了深入研究,对颞叶结构和功能有着丰富的理论知识,并于1952年获得了博士学位。米尔纳对神经心理学有着无穷的热忱,尽管恩师赫布曾警告过她,心理学家在神经学研究所待不了很长时间,但米尔纳仍然坚定地选择了这条不被众人看好的道路。在她的努力下,人们逐渐认可了神经心理学的重要性,米尔纳也因此在1955年被莫莱森的主治医生斯科维尔邀请到哈特福德医院,为这位在双侧颞叶切除术后发生健忘症的患者进行评估和研究。


针对莫莱森的病例研究对人们理解人类记忆的另一个贡献,涉及记忆巩固过程的神经结构——它负责形成稳定的长期记忆。在莫莱森开始参与研究后,他逐渐表现出一种有着时间分级的逆行性健忘症,他“仍然可以回忆起童年的记忆,但他很难回忆起手术前几年发生的事情”。他的旧记忆没有受到损害,而与手术时间相对较近的记忆则受到了损害。这是较久远的童年记忆不依赖于内侧颞叶,而近期事件的长期记忆似乎依赖于内侧颞叶的有力证据。他也无法对新的事件产生长期记忆。当他的注意力一转移,他就记不起想要记住的事情了。就像米尔纳与他共事了30多年,但莫莱森从未记得她的名字一样。米尔纳假设,在手术中被移除的内侧颞叶结构参与了记忆的巩固,其方式是“内侧颞叶和各种外侧皮质区域之间相互作用,通过缓慢地在皮质表面之间形成直接联系来存储内侧颞叶之外的记忆”


米尔纳博士对莫莱森的专注研究是认知神经科学研究的早期范例,而当时该领域还是一片荒芜。认知神经科学的一个重要目标是将大脑结构与功能联系起来,而米尔纳博士通过证明大脑颞叶在记忆中起到关键作用,便已经为认知神经科学的建立打下了坚实基础。1957年,米尔纳与斯科维尔联合发表了相关研究文章,其中将经典病例莫莱森化名为“H.M.”,并阐述了他们对记忆功能的研究成果。这篇文章轰动了神经科学领域,并在之后被众多学者广泛引用。




此外,米尔纳指出,内侧颞叶健忘症的特征是无法获得新的记忆,而来自更遥远过去的记忆以及早期获得的其他认知能力,例如语言、感知和推理能力等,都可以完好无损。为了证明这一点,米尔纳曾花了三天时间与H.M.一起完成一项新的感知觉-运动任务,以确定他的哪种类型的学习和记忆是完好无损的。这项任务包括照着镜子画五角星,在这三天里,他对发生的任何事情都完全没有记忆,然而他绘画出的五角星越来越趋于完美。这表明,莫莱森的运动记忆是良好的,虽然他不记得学习过特定的任务,但当他再次尝试完成这些任务时,结果会一次比一次更好。米尔纳说:“看到H·M完美地学会了这项任务,但他却完全没有意识到他以前做过,这是一种令人惊叹的现象。如果你想知道我生命中最激动人心的时刻是什么,这就是其中之一。” 经此研究,米尔纳提出了多重记忆系统的概念,这在当时是开创性的理论,随后更引发了大量的相关国际研究。



进一步的,米尔纳从H.M.和其他案例研究中发现,“只要切除足够深入,使得前海马和海马回受损,接受双侧内侧颞叶切除术后的患者就会发生近期记忆的持续性损害。” 基于此,米尔纳推测人类的学习和记忆有着不同类型,而每一种类型都依赖于大脑的不同区域的独立系统。她指出,在患有这种综合症的患者中,可以通过学习某些运动技能保持正常生活。米尔纳博士对大脑颞叶在情绪反应、听力、记忆和语言等方面关键作用的开创性研究,为后期人们对人类记忆和大脑颞叶的研究提供了许多里程碑式的发现。



海马(Hippocampus),是位于脑颞叶内的一个部位的名称。


海马主要负责存储信息,是人学习和记忆的关键部位,不过却是一个暂存系统,当一种信息接触到以后,便被存于海马组织,然后大脑会定期的检查这个信息,有没有被再次使用,如果在某一个时期内这个信息被连续的多次的使用,那么便判定这个信息是有用的,然后把他转存到大脑另一个地方,以固化的形式做永久的保存。


在阿兹海默病中,海马体是首先受到损伤的区域:表现症状为记忆力衰退以及方向知觉的丧失。


在莫莱森生命接近尾声的时候,他爱上了填字游戏。莫莱森能够根据1953年前的知识来填写线索的答案;而对于1953年后的信息,他则能够用新的信息修改旧记忆。例如,他可以通过修改对小儿麻痹症的记忆来增加对脊髓灰质炎疫苗发明者乔纳斯·索尔克(Jonas Salk)的记忆。2008年12月2日,莫莱森去世,享年82岁。在他去世后,米尔纳公布了这位震撼了整个神经科学史的、意外发生健忘症的、“平凡”的癫痫患者的真实姓名。回首望去,在这一神经科学史的巨大成就中,在平凡又不平凡的漫长征途中,米尔纳和莫莱森共同留下了浓墨重彩的一笔一划。



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01

【The Neurosurgical Atlas全文翻译】颞叶前内侧切除手术策略与技巧

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【脑及白质纤维解剖大师课程】颞叶内侧的显微外科解剖

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【The Neurosurgical Atlas全文翻译】经外侧裂选择性海马-杏仁核切除手术策略与技巧

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【精选编译】经侧裂选择性杏仁核-海马切除术对颞叶有潜在损伤

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【NEXUS手术技巧】经右侧颞下入路行选择性杏仁核-海马切除治疗难治性癫痫的手术策略与技巧

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【精选编译】颞下入路杏仁核海马切除术治疗颞叶内侧癫痫的预后

07

【脑及白质纤维解剖大师课程】天幕下小脑上经天幕海马-杏仁核切除术

08

唐寅达:浅谈“海马”的神外解剖


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