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大腦切片全球直播:記憶僅有20秒,他被寫進12000篇論文

你能想象沒有記憶的人生嗎?

人們常說,記憶造就了我們的本身,它們以難以察覺的方式改變著我們的性格、愛好、對世界的看法。如果沒有記憶,我還會是我嗎?

有這樣一位病人,他在人生中的整整 55 年時間里, 忘記了以前發生過的事,也不能再形成新的記憶。過去和未來都不存在,只剩下一片模糊的瘢痕。

他,是歷史上最有名的遺忘癥病人。

癲癇患者

在 7 歲以前,亨利·莫萊森(Henry Gustav Molaison)和其他孩子一樣,過著健康而無憂無慮的生活。

出生于 1926 年 2 月 26 日,亨利與做電工的父親和做家政的母親一起生活在美國康涅狄格州的一個小鎮上。他在圣彼得學校上學,喜歡滑板和班卓琴,似乎還偷偷暗戀著班里的女同學。

亨利一家圖源:Suzanne Corkin

然而,7 歲的一天,亨利在學校附近被一輛自行車撞倒,頭部受傷,好在傷口不大,只在額頭上留下了一道淺淺的疤痕。

但這場不起眼的意外,改寫了亨利的一生。

10 歲起,亨利開始出現癲癇的癥狀。起初,病情還不是很嚴重。他依舊可以和朋友們一起玩耍、打球。在亨利 13 歲時,他甚至還在父親和飛行員的引導下開過飛機。

然而,一場強制性陣攣大發作毀掉了亨利的 15 歲生日。從那以后,他的病情隨著年齡增長愈發嚴重,不得不從高中退學。

不發病時,亨利喜歡看雜志,聽廣播,聽搖滾樂。他也喜歡射擊,收藏了不少獵槍和手槍。退學后,他曾經在工廠修理電動機,在流水線上組裝打字機。但是,不停發作的病情讓他無法長期勝任這些職位。

等到了 1953 年,24 歲的亨利已經有了 17 年的癲癇病史。他每天要服用 5 次狄蘭汀、3 次美芬妥英、2 次苯巴比妥、3 次三甲雙酮, 大量的藥物卻依然無法控制他的病情。

亨利·莫萊森

圖源:YouTube 視頻截圖

嚴重的時候,亨利每天可能會發作十幾次。他不能開車、不能參軍,不能上學。為了有人照顧,他只能與父母住在一起,常年的辛勞讓一家三口都精疲力竭。

于是,當哈福德醫院著名的神經外科醫生威廉(William Scoville)向他們推薦了一種實驗性質的手術時,亨利毫不猶豫地抓住了這根救命稻草。

切除海馬體

威廉向亨利推薦的手術,是一種雙側內側顳葉切除術。威廉曾用這種技術切除了 30 例精神分裂癥患者的雙側顳中葉皮質,但范圍都有所區別。

其中, 僅有 1 例像亨利一樣要切除「雙側前三分之二的海馬及海馬回,以及鉤回和杏仁核」,亨利也是首位僅因癲癇就接受這類手術的患者。

威廉醫生

圖源:https://www.thebrainobservatory.org/

1953 年 8 月 25 日,亨利接受了手術。在術中 EEG 的監控下,盡管沒有找到致病灶,威廉還是按照原定計劃,用抽吸器小心翼翼地吸出了亨利大腦的 內側顳葉、杏仁核、溝回、內嗅皮層以及海馬體。

威廉醫生畫的擬切除的兩顳中葉切面圖

圖源:World Neurology

手術十分成功,亨利的癲癇癥狀得到了極大改善。這種大范圍切除對亨利的感覺能力、知覺能力、運動能力、智力和個性幾乎都沒有影響,他在生活中的每個方面都表現得十分正常。

除了記憶。

醫生和護理人員們發現, 亨利出現了嚴重的近期記憶缺失,他再也無法形成新的記憶。他可以正常交談,但幾分鐘后,就會完全忘掉對話內容和交談對象。而對于每天照顧他的工作人員,他也絲毫不記得。

對于亨利來說, 他的記憶就像寫在沙灘上的字,時間的海水沖過就會迅速消失,生命的每一分鐘都是新的空白。

六周后,威廉醫生發表論文,報告了亨利和其它接受了相同手術的患者出現記憶缺陷的現象。在論文中,亨利·莫萊森被稱為病人 H.M.。

這篇論文宣布了病人 H.M. 的誕生,但亨利的時鐘,卻永遠停在了 27 歲。

成為 H.M.

論文中,威廉醫生寫道,這場手術「并沒有引起明顯的生理學和行為上的變化,但卻導致了非常嚴重的短時記憶缺失」,「病人無法記起他所住房間的位置,他親人的名字,甚至如何使用廁所或是便壺」。

除了短時記憶缺失的順行性遺忘癥,亨利還出現了部分逆行性遺忘。他不記得手術及稍早之前發生的事,卻對小時候已經更早以前的事情記得非常清楚。術前語義記憶(preoperative semantic memory)也完整無缺,盡管他學不會新詞,但是他知道詞語的意義、理解與發音。

亨利的性格基本沒有變化,語言能力敏銳,智商保持高于平均水平,甚至從術前的 104 提升到了 118 分。隨后的神經認知測試表明他還保持掌握新運動技能的能力,也就是工作記憶。對于測試中常見又比較困難的項目:對鏡畫五角星,亨利通過練習,也能夠熟練地操作。

亨利在接受對鏡畫五角星練習

圖源:phs.org

威廉醫生一直嘗試找到造成亨利遺忘癥的原因,卻發現這一切很難用顳葉切除術來解釋。威廉甚至一度懷疑手術出了差錯。1955 年,他在美國神經科學年會中結識了麥吉爾大學的布蘭達·米納爾(Brenda Milner)博士,她同樣在研究相似的遺忘癥病例。

于是,威廉邀請米納爾來一起弄清楚亨利的病情。 2 年后,他們共同署名的文章《雙側海馬損傷后導致的近期記憶丟失》(Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions)正式發表,其中報告了對病人 H.M. 的觀察和前期測試結果。

布蘭達·米納爾

圖源:mcgill.ca

至今, 這篇文章已經被引用超過 9800 次,H.M. 成為幾乎所有神經科學家最耳熟能詳的病人。

楚門的世界:55 年被試

作為神經學史上被研究次數最多的病例, 亨利的一生接受了無數次各種各樣的實驗,而 H.M. 這個代號,更是出現在近 12000 篇論文中

從 27 歲接受手術,到 82 歲離開人世,亨利的一生中有 55 年都在以病人H.M.的身份生活,在所有和他接觸過的研究人員中,蘇珊娜·科金(Suzanne Corkin)和亨利相處的時間最久。

蘇珊娜·科金

圖源:mit.edu

當米納爾和威廉發表第一篇關于 H.M. 的論文時,科金還是一位籍籍無名的年輕學生。直到 1962 年,科金才作為米納爾實驗室的一名研究人員,第一次與亨利會面。

此后,科金成為了與亨利關系最為親密的研究人員。在科金的描述中,雖然失去記憶,但亨利仍然是一個謙和有禮的人。

亨利有時也能隱約感覺,自己似乎在參加某項研究。這時,科金會告訴亨利,他其實非常出名,他給科學家們提供了很多幫助。而亨利總是有些羞澀地反問:「真的嗎?」盡管不到半分鐘,亨利又會忘記這些事,但科金每次這樣告訴他,他總是非常開心。「他似乎覺得,幫助別人也是一件快樂的事。」

亨利同樣也給科金的職業生涯帶來了極大幫助。

在亨利的病歷文件里,科金被列為他「唯一感興趣的親戚,朋友或聯系人」。在 1980 年亨利的母親去世后,科金接管了對他的所有研究與訪問。

科金憑借著對亨利的研究,順利進入麻省理工大學,并在 1981 年從研究科學家直升終身教授。在科金的管理下,護理機構的工作人員嚴密保護病人 H.M. 的身份,不允許拍照和錄音,任何研究也必須向科金提交研究計劃。

1966 至 2000 年間,亨利至少 50 次到訪科金的實驗室,接受各種神經認知測試。而在 1980 到 1992 年的十幾年,這些研究的知情同意書的簽署人都是 H.M. 自己。

直到 1992 年,為了滿足新的臨床研究的知情同意要求,避免利益沖突,科金為亨利找到一名遠親做監護人。一個月后,這名遠親簽字同意在亨利死后將大腦捐贈給麻省理工以做研究。

2008 年 12 月 2 日,亨利去世,享年 82 歲。 亨利的死被刊登在了《紐約時報》首頁,而他也被描述為「腦科學歷史上最為重要的病人」。

這篇文章,第一次向全世界披露了病人 H.M. 的真名。

大腦切片,全球直播

2009 年 2 月 12 日,加州大學圣地亞哥分校,伴隨著披頭士的背景音樂,科金的一名合作伙伴——雅各布·安內瑟(Jacopo Annese)——用 切片機將亨利的大腦切成 70 微米厚的薄片,共 2401 片。切片過程全程網絡直播,時長超過 53 個小時。

雅各布·安內瑟與亨利的大腦

圖源:UCSD.edu

安內瑟還通過掃描切片,獲得了高分辨率的數字圖像。通過 3D 圖像重建大腦,在時隔多年后終于找到了威廉醫生對亨利手術的確切切除范圍。殘留的左右側內嗅皮層為 0.03 和 0.11 立方厘米,相當于正常體積的 1.7% 和 6.5%。據安內瑟估計,殘留的海馬右側長 45.4 毫米,左側長 47.2 毫米。

謎團似乎解開了: 內嗅皮層是皮層和皮層下核之間的主要的感覺輸入傳輸通道,雙側內嗅皮層被切除,使殘留的海馬后部也失去聯絡,從而造成了亨利嚴重的順行性遺忘癥。

這一結果最終于 2014 年發表在 Nature Communications,但發表的過程卻歷經坎坷,甚至讓科金和安內瑟一度「翻臉」。

在切片和圖像獲取完成后,科金向安內瑟索要高清數碼影像資料以供研究,但這一舉動讓安內瑟心生不滿。彼時,他第一篇關于 H.M. 的文章還沒發表。卻已經在大腦切片及影像上投入了數千個小時的辛勤工作,以及高達 75 萬美元的研究經費。

亨利大腦切片的其中一片

圖源:patientHM.org

雖然安內瑟計劃將圖像上傳到網站 TheBrainObservatory上,給其他研究人員免費使用 (現在已經可以免費申請使用) ,但這起碼也要等到自己論文發表之后, 而科金這一請求幾乎是在要求安內瑟將論文拱手相讓

但科金一方拿出了亨利遠親簽署的大腦捐贈同意書,認為一切數據都應屬于麻省理工學院和麻省總醫院,安內瑟必須將 2401 塊切片、表面影像,及所有的神經病理學檢驗材料全部完璧歸趙。

2013 年 3 月,雙方進行了最終談判。結果是,安內瑟將大腦交給麻省理工的代表,代表將全部切片送到科金前同事負責的加州大學戴維斯分校心理研究所「大腦銀行」。同時, 安內瑟的論文需要將科金列為共同作者。

談判結束后,安內瑟憤然辭職。

爭論

2013 年 5 月,科金出版了亨利傳記《永久現在時》(Permanent Present Tense),在書里,她感謝了亨利對神經科學和記憶研究的貢獻,并稱他為「活在當下的人」。

但失去記憶的亨利,真的能夠「活在當下」嗎?

在一些其他的資料記錄中,亨利雖然沒有記憶,但他能感覺到自己的與眾不同,甚至因此有抑郁傾向。

有時候,亨利的情緒會變得非常不穩定。他會抱怨:「任何時間我都是一個人,無論我有什么歡喜,無論我有什么悲傷。」

他時常感到如夢初醒,他的記憶被困在了 27 歲。此后的每天,亨利都會發現自己在一個陌生的地方醒來,周圍是不認識的護理人員;而父母不知為何開始蹣跚,直到有一天消失不見了。

亨利和年邁的父母

圖源:YouTube 視頻截圖

有時,研究人員會讓他猜測自己的年齡,他有時會說三十多歲,有時會說二十多歲,當看到鏡子里那個蒼老的自己時,他總是會陷入久久的沉默。

亨利是病人 H.M.,而病人 H.M. 成就了無數科學家。威廉、米納爾、科金、安內瑟,以及其他上百上千的研究者都感激病人 H.M. 為科學研究做出的無私貢獻, 但諷刺地是,亨利本人卻從未從中獲益,甚至對自己的「無私貢獻」一無所知。

2016 年,一篇關于病人 H.M. 的文章在《紐約時報》上發表,其中提出的三點質疑引發了廣泛爭議。

文章稱,科金曾試圖壓制關于 H.M. 的研究發現面世;沒有尋找亨利的還活著的近親作為法定監護人,而是通過法律程序另外指定了一位極其遙遠的遠親;她還試圖銷毀原始資料和未發表的數據,因為一些研究和數據有可能存在缺陷。

盡管科金已經去世,但文章發出后,還是有超過 229 名神經科學家聯名簽署了一封信,反駁這些質疑。 但是,文章作者隨后提供了與科金談話的錄音,錄音中科金承認了銷毀部分數據。

真相究竟是什么?隨著故事中人物的離去,我們已經無法獲得答案。但我們能夠想象到的,是失去記憶的 55 年里,亨利的生活或許很難快樂。

在另一本關于亨利的傳記中,曾記錄了這樣一段亨利和研究人員的對談。

「現在,亨利,我希望你能試著回憶,越遠越好,告訴我你最早童年回憶。」

「我可以回想到,嗯,應該是第一次坐雪橇的時候……」

亨利記得兒時的冬天,他和小伙伴們一起坐著馬拉雪橇。雪橇越跑越快,路旁的一些孩子們向他們扔雪球,但是都砸在了雪橇的圍欄上。

「很有趣。」亨利輕輕地笑了。

「你還是能很好地記住手術之前的事的,不是嗎?」科學家說。

在一陣長久的沉默后,錄音帶里,亨利的聲音帶著一絲寂寥。

「對,」他喃喃道,幾乎快要哭了。「是的,在那之前,我確實記得。」

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

內容策劃:z_popeye、gyouza、Oxusmoros

參考文獻:

[1]Patient H.M.: A Story of Memory, Madness, and Family Secrets

[2]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25913428/

[3]https://www.pbs.org/wgbh/nova/article/corkin-hm-memory/

[4]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2649674/

[5]https://www.nytimes.com/2016/08/07/magazine/the-brain-that-couldnt-remember.html

[6]https://news.mit.edu/2016/faculty-defend-suzanne-corkin-0809https://www.nature.com/articles/ncomms4122

[7]https://www.thebrainobservatory.org/projecthm

[8]https://www.nature.com/articles/ncomms4122

[9]http://www.biodiscover.com/news/research/728552.html

本文來自微信公眾號 “丁香園”(ID:dingxiangwang),作者:Byronchu,36氪經授權發布。

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