额叶切除术,诺贝尔奖的「黑历史」
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1949 年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了瑞士科学家沃尔特·赫斯(Walter Hess)和葡萄牙神经科医生埃加斯·莫尼兹(Egas Moniz),后者因“发现了前脑叶白质切断术对某些精神疾病的治疗价值”而获此殊荣(图 1)。因为该项技术毁多于誉,所以这个奖项常被称为是诺奖历史上最「眼瞎」的一次。
图 1. 1949 年诺贝尔生理或医学奖得主莫尼兹(左)与其发明的额叶切除术(右)。
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精神病:魔鬼附身?
莫尼兹获奖原因中的精神疾病指的是由于人脑功能的紊乱,导致患者在认识、情感、行为和意志等精神活动不同程度障碍的疾病的总称。常见的精神病有:精神分裂症、躁郁症、持久的妄想性障碍等等。由于发病机制复杂,时至今日,大部分的精神病依然无法被有效治疗或预防。
不少精神病患者由于认知和行为异常,常常具备危害自己和他人的能力。所以,长久以来,人们一直都在积极寻找治疗精神病的办法,只可惜始终找不到。古时候,人们认为精神病是魔鬼附身。所以有人发明了钻颅术,他们相信通过在脑上钻一个窟窿就可以将附身于体内的妖魔释放出来。近代,人们还尝试过电击、水疗、鸦片、束缚、旋转疗法等奇怪的方法,但都不能达到理想效果(图 2)。百般尝试都失败后,精神病人最后往往还是只能被关起来。
图 2.人们一直在试图治疗精神病患者,然而苦苦不得其法。左:钻颅术;右:束缚[14]。
19 世纪,大家已经充分明白大脑就是控制人类思维和意识的器官。彼时,人类对大脑功能的认知还非常的肤浅,对于各脑区具体负责的功能不详。但是,已经有人开始尝试通过脑科手术对精神病患者进行治疗。1892 年,一位名叫 Gottlieb Burkhardt 的医生就想通过手术摘除大脑皮层来治疗 6 位出现了幻觉和躁动症状的严重精神分裂症患者。术后,虽然部分患者变得更加安静,但是还有两人却不幸死亡了。Burkhardt 随后遭到了当局强烈批评和反对。因此,在接下来的 40 多年里,很少再有类似的手术被实施[15]。
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额叶切除术的源起
直到美国的数个实验室在前额叶皮层(Prefrontal Cortex,PFC)对情绪和攻击性行为的调控上的研究取得了惊人的发现,这一情况才又发生了改变。在 1935 年 8 月于伦敦召开的第二届国际神经学大会上,卡莱尔·雅各布森(Carlyle Jacobsen)等人报告了一项研究成果。他们通过脑叶切割的方法,损毁了两只黑猩猩的前额叶皮层。其中一只名为 Becky 的黑猩猩似乎出现了“人格”改变。Becky 在手术前不好好工作,而且脾气还挺大,在手术之后变得温顺祥和、人畜无害并且毫不犹豫地参加实验测试[1]。同样也参加了这次会议的莫尼斯据此推测特定的切除前额叶也许能给严重的精神病患者带福音。因此,他决定尝试在人体上进行类似的手术。
同年 11 月 12 日,就在从伦敦回去后不久,莫尼斯做了第一次尝试。在他的指导下,其助手利玛(Almeida Lima)小心地在病人颅骨上锯开一个口子,然后再通过这个开口向额叶中注入酒精,通过酒精溶解类脂来破坏那一片的神经纤维,进而损毁前额叶皮层和其他脑区的联系[2]。随后,他发现用乙醇很容易殃及其他的脑区,故而对手术进行了一系列改进:专门设计了一种被称为“脑白质切断器”(leucotome)的器械来机械损毁前脑叶与其他脑区联系的神经纤维。因此,这套手术方法后来被称为前脑叶白质切断术(lobotomy,下文简称“额叶切除术”)。
图 3. 早期的脑白质切断器(左)和额叶切除术示意图(右)。
具体的操作就是:将脑白质切断器(图 3 左侧)插入患者颅内,随后延长导丝,通过旋动切断器来切除前额叶与其他脑区的联系。图 3 右侧的三个同心环指示切断器的插入位置,虚线表示莫尼斯估计的损坏范围。在当时没有任何辅助检查手段(如影像学技术)的情况下,患者手术后脑区损害的范围、程度等都是很不精确的[2]。
幸运的是,莫尼斯的第一批 20 例手术的病人都幸存了下来。患者术后基本上都没了之前的癫狂、躁动、抑郁等行为,并且也没有留下任何严重的后遗症。而且,由于莫尼斯在早些年因为发明脑血管造影术(另一个诺奖级成果)而在国际上颇有名望。因此,当他于 1936 年发布该研究报告之后,立马就在全世界备受关注。巴西、意大利和美国等国家开始有医生尝试这项新手术,并取得了可喜的成功。 因此,莫尼斯草草地下结论说“额叶切除术是一种简单、安全的手术,很可能是一种可以高效治疗精神障碍的外科手术。”
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额叶切除术的鼎盛
因为能“治愈”人类数千年都治不好的精神病,莫尼斯立马成了全世界许多神经外科医生的偶像。在他的追随者中,最具创造性的当属美国的弗里曼医生。1945 年,弗里曼医生精细化了这个手术程序,他发展出了一种更加快速和简单的,甚至任何小诊所医生都能实施的手术方法,即所谓的“冰锥疗法”(ice-pick lobotomy,图 4)。
具体的操作就是:先把病人重度电击**;病人进入无意识状态后,通过每只眼睛的上面刺入破冰锥并通过徒手搅动破冰锥来切除前额叶。这种手术不但简便快捷,而且还不需要很严格的消毒措施,只需要简单的电击工具、破冰锥、小锤子和简易的手术台便可执行,因而一经发明便大受欢迎(图 5)。
图 4. 弗里曼医生(左)和他发明的经眶前额叶白质切断术示意图(右)[16]。
更可怕的是,弗里曼十分善于宣传。他成功地说服了新闻界,几乎是单方面地将这一手术推广给全美的精神病院、医院和诊所。他还经常带着包括电击工具、冰块和小锤子的便携工具箱进行巡回演出,以便推广他的“杰出”发明。这在公众和科学界引起了轰动。一时之间,这种本该是治疗严重精神病的最后手段在大众的心目中俨然成了能解决一切问题的灵丹妙药。弗里曼过分简化手术流程和鼓吹疗效的做法在当时也引起了不少业内人士的反对,他的合作伙伴 James Watts 甚至因此与其分道扬镳。
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就这样,在弗里曼的推波助澜下额叶切除术开始惨遭滥用,这正是该手术在今天声名狼藉的主要原因。20 世纪 40 年代后半段,加之第二次世界大战导致了大量精神疾病患者,该手术席卷了欧美各国。令人痛心的是,额叶切除术“治疗”的对象主体已经由之前的「严重的精神病患者」转变成了「暴力、**、犯罪」等的社会不良分子了。在日本,主要的手术对象是小孩,他们中的许多人仅仅因为调皮捣蛋或者学习成绩不佳就被家长送去切除前额叶。在丹麦,政府专门为这类“新型疗法”建造了大量医院,而针对的疾病则是从**到厌食症简直无所不包[3]。
图 5. 弗里曼正在进行教学。从围观者的衣着可见手术是多么的随意。
情况最严重的还是美国,由于弗里曼等人鼓吹“精神病要扼杀于摇篮”,成千上万的人没有经过仔细检查就被拉去做了这种手术[4]。不少暴力罪犯、政治犯和同性恋也因此无辜躺枪。据统计,1936 年到 20 世纪五十年代之间,美国大约实施了 4 万到 5 万例这样的手术,其他国家同样数以万计。
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额叶切除术的衰亡副作用的显现
早在 20 世纪 30 年代末,额叶切除术对人格的负面影响就已经开始零星被报道。随着手术的普及,尤其是“冰锥疗法”问世后,情况变得糟糕起来:病人精神病症状有所减轻的同时也出现了严重的后遗症:这些病人高级思维活动被破坏,变得像行尸走肉一般,温顺、昏睡、沉闷、冷漠、无精打采、六神无主、神情呆滞、任人摆布,从此一生就生活在无尽的虚无之中[5]。一位母亲甚至这样描述她接受过前脑叶白质切除术的女儿:“我的女儿完全变成了另一个人,她的身体还在我身边但她的灵魂却消失了。”[14]
"She is my daughter but yet a different person. She is with me in body but her soul is in some way lost."
图 6.肯尼迪总统姐姐因额叶切除术而终身生活不能自理。
一个很出名的例子是美国肯尼迪总统的亲姐姐罗斯·玛丽·肯尼迪(Rose Marie Kennedy)。为了治疗她的智力障碍,1941 年弗里曼为她实施了额叶切除术[6]。手术的结果非常糟糕,肯尼迪小姐手术后智力不增反降,据称只拥有 2 岁儿童的智商,最后落得终身生活不能自理(图 6)。
2020年08月20日 21点08分 7
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最后,大约在 1950 年左右,反对额叶切除术的声音终于引起了全社会的注意。大批学者认为额叶切除术的好处的科学证据还不够充足。一项对 1942 年至 1954 年在英格兰和威尔士进行了额叶切除手术的 9284 名患者的调查表明,41%的患者恢复或有明显改善,28%稍微改善,25%显示无变化,2%恶化,4%死亡。 这个结果令人心痛,因为即便不进行任何治疗,63%左右的精神疾病患者也会自发得到改善,这个比率在精神分裂症患者中大约为 30%。因此,这些患者中的大部分人其实是没有必要去切除前额叶的[15]。
后世有不少文学和艺术作品有讨论额叶切除术的伦理问题。1962 年,在《飞越疯人院》一书问世以后,欧美掀起了一系列反对滥用电击治疗及虐待精神病人的运动,通过了限制精神病院权力的法律条文,精神病人的生存状况得到很大改善。在不少影视作品,比如著名电影《飞越疯人院》(图 7)、《禁闭岛》和《美少女特攻队》,美剧《美国恐怖故事》和《西部世界》中均有使用这种手术的情节出现。
图 7.电影《飞越疯人院》中,男主墨菲被实施额叶切除术(额头有两道手术刀口)之后行如死灰。酋长在出逃之前,不忍心看他如活死人般活下去,在说完“I wouldn’t leave you here this way. You’re coming with me.”之后,含泪用枕头将其闷死了。
2020年08月20日 21点08分 8
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学术界的异见
与这个故事并行的一条故事线,是神经科学学家对前额叶皮层功能的研究。同样参加了 1935 年国际神经学大会的雅各布森及其后来的追随者为人类探索高级认知功能的奥秘做出了杰出的贡献。早在 1937 年,雅各布森便发表了一篇开创了前额叶皮层功能研究新纪元的论文:灵长类动物脑功能研究 IV:额叶损伤对猴延迟交替习惯的影响[7]。
图 8. 延迟 - 反应任务。
在这项研究中,他们训练猴操作延迟 - 反应任务(delayed-response tasks,图 8)。在延迟 - 反应任务中,猴首先看到实验者将食物放进桌面上左右两个凹槽中的一个,两个凹槽分别盖上盖板。然后在猴和桌面之间拉下一张帘子,挡住猴的视线,使猴看不到桌面。这一期间称为延迟期。延迟期结束,实验者拉起帘子,让猴能看得到桌面,可以翻开盖子取食。要正确完成这一任务,猴需要在延迟期记住放有食物的凹槽的位置。这种对随机位置的短时记忆之后被定义为工作记忆(working memory),被认为是大脑各项高级认知功能的基础。切除前额叶皮层严重破坏猴的延迟反应任务的操作能力,延迟期越长,猴的操作成绩越差。这表明前额叶皮层在工作记忆中发挥者至关重要的作用。
后续的工作可见:https://www.zhihu.com/question/59280144/answer/174195133
随着神经科学研究的深入,额叶皮层与丘脑以及边缘系统的功能联系逐渐被揭秘。在这些新证据下,越来越多科学家意识到,简单地损毁前脑叶与大脑其他部分的联系会对人格造成不可逆且不可知的损害。早在 1944 年,就有学者撰文认为前脑叶白质切除术会导致病人出现暴力倾向或是奴性和盲从[8]。1947 年,瑞典精神病理学家斯诺里·沃法特(Snorre Wohlfahrt)更是多次强调“前脑叶白质切除术过于危险,不适合用来治疗精神分裂症或是其它精神症状。” 然而,这些零星的反对声只是激起了一丁点涟漪,根本阻挡不了这一风暴[9]。
时至今日,我们已经明白,如果说大脑是人体的“司令部”的话,前额叶则是司令部里的“总司令”。人类的前额叶约占大脑皮层总面积的三分之一,直到 25 岁左右才基本发育完全。前额叶与其他脑部结构的之间的神经联系非常复杂,功能繁多,涉及的范围远超精神病患者们所需改善的行为。但大致说来,前额叶主要负责高级认知功能,比如注意、思考、推理、决策、执行任务等等[10](图 9)。
图 9. 前额叶皮层负责高级认知功能,对人类的行为、思想和情绪提供“自上而下”的控制[10]。我即将推出一个写作专题,专门和大家介绍大脑前额叶的结构和功能。欢迎大家关注哦:东华君的知乎《文章目录》;人类的大脑有哪些天生的设计缺陷?
前额叶主管的是人类的高级认知功能,它的有无以及功能的好坏,影响的是人最高级的思维能力。但是,前额叶却并不会主动控制呼吸、心跳等与人类生存至关重要的生理特征。所以,即便通过手术切除前额叶皮层,也只是会使人丧失高级认知、情绪方面的能力,并会不影响一个人作为一个生命体而活着。这就是为什么精神分裂症患者经过额叶切除手术之后一般都能乖乖地存活的原因。
2020年08月20日 21点08分 9
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药物的兴起
学界和民间的呼声的确加速了额叶切除术退出历史舞台的步伐。然而,真正终结该手术的原因当属新型治疗方法的兴起,特别是新型药物被研发出来了。
1950 年,一种新的抗精神病药——氯丙嗪——被成功合成,并应用于精神分裂症和躁郁症的治疗。自此,精神疾病走向了药物治疗时代,额叶切除术很快便失去了市场[11]。氯丙嗪的发明在西方国家掀起了非住院化运动,使许多精神病患者不必被终身强迫关锁在医院裡。到 1960 年左右精神分裂症患者的数量已经远少于之前了。现今,新一代的抗抑郁药与抗精神病药作用选择性更强、副作用更小,精神疾病的治疗条件与精神外科手术兴盛时期相比已经有很大的进步。尽管在药物治疗时代,仍有部分患者的症状得不到有效缓解,但至少他们不必去面对残酷的手术了。
图 10.药物治疗时代的到来终结了额叶切除术。
2020年08月20日 21点08分 11
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我们反思这一历史,我们会发现,当无知被宣传冠以科学的面目出现,是一场多么可怕的灾难。
虽然药物治疗时代的到来终结了额叶切除术,但是这种方法只是免除了残酷的手术,真正的问题得到解决了吗?药物治疗是不是进入了科学治疗的时代呢?请关注下一集:《药物的作用》。
2020年08月20日 21点08分 13
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