1888年12月29日,133年前的今天,瑞士精神病医生戈特利布·伯克哈德(Gottlieb Burckhardt)开展了第一例现代精神外科手术。这一刻成为现代精神外科手术的发源,从此,他也将当时出现的关于大脑-行为和大脑-语言联系的理论融合在一起,并实际应用于病人护理。
尽管如此,现代精神外科手术的发展却道阻且长,甚至在19世纪末至20世纪上半叶的这段历史中,几乎从临床医学舞台上销声匿迹了。直到后来者埃加斯·莫尼兹(Egas Moniz)在这一领域掀起的迅猛浪潮,并因此被授予诺贝尔生理学或医学奖(推荐阅读:《神外历史上的今天|不世之材Egas Moniz与脑白质切除术的渊源》),但是现如今,伯克哈德作为精神外科手术的发源者却经常为人们所忽视。
1836年12月24日,伯克哈德出生于瑞士巴塞尔的一个名门望族之家。他的父亲是一位医生,受其影响,他先后在巴塞尔、哥廷根和柏林的学校学习医学。毕业后,伯克哈德回到巴塞尔,成为了一名全科医生。1873年,他转到伯尔尼大学(University of Berne)沃尔道精神病诊所(Waldau Psychiatric Clinic),不久之后,他就出版了一本关于神经性疾病生理学诊断的著作,并着手研究大脑温度和精神疾病之间的关系。1874年,伯克哈德离开沃尔道精神病诊所,前往尼尔湖(Lake Neuchatel)附近的普雷法吉尔精神病学诊所(Prefargier Psychiatry Clinic)担任主任一职。
伯克哈德踏入医师行业的19世纪80年代末正是神经科学研究在欧洲盛行的辉煌时期,全社会对神经科学的空前追求极大影响了伯克哈德的专业方向和研究选择。在1870年,有神经学家证明,对大脑使用电刺激和消融技术可以实现引发具体的功能。神经学家们观察了实验犬大脑的表面皮质,发现对某些区域施加刺激会引发运动反应,例如四肢的伸展、弯曲和旋转,而刺激其他区域则不会引起运动。此外,德国生理学家弗里德里希·戈尔茨(Friedrich Goltz)的工作也给伯克哈德留下了深刻印象。戈尔茨发现,完全去除实验犬的大脑皮层会令其变得易怒,而只移除颞叶皮质却会让动物更加平静和驯服。记录在《疾病心理特征》(Traité des maldies mentales)一书中的神经学家朱尔斯·伯纳德·路易斯(Jules Bernard Luys)对痴呆症患者大脑的神经病理学研究,也给予了伯克哈德巨大启发。根据路易斯的说法,伯克哈德作了进一步研究,发现中央旁小叶似乎是“幻觉”这一类型的大脑兴奋被传递到运动区域的“桥梁”。在这些神经生理学研究成果的推动下,伯克哈德决定为人类精神病患者进行实验性的大脑皮层切除手术。
在后来的报告中,伯克哈德也提到了保罗·布罗卡(Paul Broca)和卡尔·韦尼克(Carl Wernicke)关于语言功能和幻觉定位的尸检研究。(推荐阅读:《神外历史上的今天|致敬发现大脑左半球语言中枢的先驱保罗·布罗卡》和《神外历史上的今天|拨云见日的感觉性失语与Wernicke脑病》)伯克哈德认为,有幻听症状的患者可以通过切除大脑中特定的功能区病灶而缓解症状。同时,他也对听觉-文字-记忆皮层与“幻听”的关联性进行了几个有趣的推测。他吸纳了19世纪后期的三个核心神经生理学概念,即:①所有的精神障碍都有生理基础;②“联想”和“联系”是神经系统认知功能的主要模式,也就是说,人们认为神经系统包括一个输入或传入的感觉系统、一个连接的信息处理系统和一个传出的运动或输出系统;③每种精神表现或认知功能与一个特定的大脑部位有关。在这三条理论的基础上,伯克哈德认为,听觉-文字-记忆皮层与导致幻听的“过程链”有关。正是根据这个想法,伯克哈德预测,某些相关区域的损伤可能会以特定的方式改变行为。他也曾提到,情感是一种由皮层活动转化为“运动”的过程,这一过程不是通过皮层下、而是通过皮层区域完成的。这就是可以在精神疾病中使用局部切除术的原因。他认为,切断某些连接可以缓解精神疾病患者的症状,而不会阻碍输入或输出神经元。不仅如此,手术还可以预防症状加重和其他精神症状的出现。他记录道:“如果兴奋和冲动行为是由于感觉皮层的兴奋出现了质量、数量和强度异常,且传递并作用于运动区皮层,则可以通过在两个皮层区域之间设置障碍来获得行为改善。切除运动或感觉区将使其面临严重功能紊乱的风险,并面临技术困难。更有利的做法是在运动区的后部和两侧切除一条带状皮层,从而在颞叶中形成一条拦截的沟壑。”
在普雷法吉尔精神病诊所担任主任后不久,伯克哈德便建造了一个容纳了3个房间的实验室,使他能够继续他在解剖学和心理生理学领域的研究活动。在他已经基本确定精神外科手术的理论基础后,寻找合适的受试者就成为摆在他面前的一道难题。这时,一位在普雷法吉尔精神病诊所住院15年的51岁女性患者成为了精神外科手术开启的契机。这位患者长期患有躁狂症,伯克哈德在报告中写道,患者:“——脾气暴躁,情绪莫测。无论是源于感官的还是源于智力的任何一种微小感受,都会像闪电一样迅速地发展或变化为剧烈的表现。”
伯克哈德决定尝试使用外科手术治疗这位躁狂症患者。在术前制定计划的过程中,伯克哈德提出,切除Broca区会导致肌肉无力,而切除Wernicke区对运动功能同样影响很大,所以他决定切除进语言系统前后部分之间的一小块组织,也就是感觉区和运动区之间的联系。
1888年12月29日,伯克哈德进行了第一个精神外科手术。在这场长达4小时的手术过程中,他从顶上小叶外侧2厘米处和左侧边缘上回内侧部分切除了重量约为5g的皮质。10天后,患者出现发热和一过性偏瘫,但症状很快就消失了,患者的暴力程度有所减轻,但情绪仍有剧烈波动。1889年3月8日,她接受了第二次手术,有了上一次的经验,这次手术仅用了2.5小时,伯克哈德从颞叶沟回的后部切除了2.5g皮质。手术后,患者较术前情绪明快、焦虑减轻,但她的情绪仍易于发生波动。1889年5月29日,伯克哈德进行了第三次手术,在这场长达4.5小时的手术中,他又从顶间裂、颞叶上外侧缘、缘上回和一些角回分别切除了共2.5克皮质。
术后,患者继续有幻觉和情绪变化;8个月后,患者视觉、听觉幻觉消失,躁狂情况也有所改善。然而,她的语言功能受到了严重影响,还会威胁精神病院的工作人员。伯克哈德决定再行手术。1890年2月12日,在第一次手术的一年多后,他再次为这名患者进行了一次2.5小时的手术,术中切除了重达1.5g的第三额回三角部的皮质。患者术后身体状况较好,没有出现失语症,她的精神状态也得到了改善,在大部分时间都能保持平静。然而,根据伯克哈德自己的说法,这其实是一种“安静的痴呆”状态。
在这名第一个接受了精神外科手术的女性患者的第三次和第四次手术期间,伯克哈德又为另一名患者进行了手术。这位患者是一位26岁的画家,在17岁时,他开始出现精神症状。21岁时,他患上了焦躁不安、共济失调,还妄想自己是王子的儿子。1887年2月,他出现幻听,情绪激动、精神抑郁,并有自杀倾向。他还能继续画画,但他在自己每一幅画中的每一个角落都加了一个鼻子和一只蚊子。1887年7月,他因症状恶化、视觉幻觉、嗅觉障碍和短期记忆丧失而住进普雷法吉尔精神病诊所。他还有额颞部头痛、发热、眼睛发红、睡眠不规律和性瘾倾向。他在住院期间表现出初步的好转迹象,并被送回了家,但后来又因症状的持续恶化重新入院。这次入院,患者出现了体重减轻、脸色苍白和瞳孔不对称。
1889年6月5日,伯克哈德为这名患者进行了长达3.75小时的外科手术,术中切除了病人左侧大脑半球Wernicke区第一、二颞回后半部重达4.6g的皮质组织。在术后的最初几天,病人十分平静,很少说话。他的发音完好,没有发现感觉性失语或语言理解缺陷。又过了一周,患者开始出现轻微的失语症表现,但最终自发改善;他的视觉和听觉幻觉却没有得到任何环节。出于这一糟糕的结果,伯克哈德进行了第二次手术,这次切除的是Broca区的皮质。伯克哈德切除了左半球第三额下回的岛盖部和三角部;这场长达2.5小时的手术切除了患者2.5g的皮质。令人惊讶的是,病人又一次出现了失语症。
他的发音仍然没有问题,但他的交流变得死板,词汇量也减少了。不过,在这次术后,患者的幻觉减少了,且变得更加平静。他又开始画画、打牌,玩起了台球,甚至可以看杂志,解释他画中的人物。伯克哈德否认了这位患者手术后发生痴呆症的可能性,他说,这位患者“精神获得了自由,并且更加无拘无束。”病人的母亲也肯定地说,手术后病人变得更平静,行为更正常,更容易看护。
从1888年12月29日开始,伯克哈德共为2名女性和4名男性进行了手术,其中第一名患者接受了4次手术。在记录中,这些患者中有五人患有严重“躁狂症”。此外,伯克哈德病例系列中的所有患者都患有顽固性精神疾病,并同时有妄想症、攻击性和幻听。在此之前,他几乎没有手术经验,手术都是在普雷法吉尔精神病诊所的一个小房间里进行的。这些患者均接受了双侧大脑皮质的局部选择性切除,手术涉及到的部位主要是现在被称为Wernicke区和Broca区的区域,以及颞叶和顶叶。然而,伯克哈德并没有详细描述这些患者在术后出现的失语症的评估,以及术后发生的对侧肢体肌力减退的程度。在6例患者中,有3例的精神症状有部分改善,1例患者因术后出现的癫痫持续发作而死亡。
在1889年的柏林医学大会上,伯克哈德报告了他的手术发现和结果。这场会议的参与者有包括维克多·霍斯利(Victor Horsley)和埃米尔·克雷佩林(Emile Clay Palin)在内的当时最知名的神经科学学者。伯克哈德的报告引起了在场专家们的一致反对,还遭到了同事们的严厉批评。一些神经疾病学者不无厌恶地评价伯克哈德:“他建议通过刮掉大脑皮层来安抚躁动不安的病人。”也有人嘲讽伯克哈德的治疗道:“不治疗总比糟糕透顶的治疗要好得多。”
柏林会议结束后,伯克哈德虽然受到了不小的打击,但仍然在一篇于后世经常被引用的优秀论文中发表了他的病例系列。该论文长达88页,囊括6个病例,有明确的精神状态评估和完整的关于大脑定位临床和实验文献的综述。在这篇1891年的论文末尾,伯克哈德发表了以下见解:“医生本质上是不同的。一部分人仍在坚持旧原则,也就是绝不伤害患者;另一种却认为,与其什么都不做,不如实打实地去做一些事情。我当然属于第二类。”
由于伯克哈德的精神外科手术对治疗精神疾病的基本措施提出了大胆的挑战和反对,导致他被当时的医学界所排斥。迫于压力,伯克哈德在1891年发表了他的手术结果后就停止了这个研究。1907年2月6日,伯克哈德因肺炎逝世,享年70岁。
尽管精神外科手术一直以来不乏激烈的讨伐声,但世界各地仍有继续研究精神外科的学者,精神外科甚至已发展成为一门成熟的神经外科专业。一位名叫威廉·爱尔兰(William Ireland)的神经科学学者总结伯克哈德的观点,他写道:“伯克哈德博士坚信一个观点,即大脑是由微小的功能区共同组成的,它们在大脑的不同部分占有一席之地。在功能亢进或异常的情况下,他试图通过消融部分兴奋区来进行治疗。他寄希望于展示接受了手术的病人在术后的平静来为自己辩护,因为那些激烈的批评一定会对他的大胆治疗不利。”
爱尔兰也表示,他想知道“有没有英国医生有胆量效仿伯克哈德”。直到1910年,爱沙尼亚的神经外科医生洛多维卡斯·普塞普(Lodovicus Puusepp)切断了3名被诊断为躁狂症或“类癫痫症”的患者的额叶和顶叶皮质之间的“联系纤维”,精神外科手术才得到了再一次的公开尝试。而埃加斯·莫尼兹等后来者更提出并实践了脑白质切除术。
无论如何,回望历史,伯克哈德备受争议的手术病例明显激发了人们对神经生理学和精神外科的研究。随着人们对大脑奥秘的不断发掘,或许精神疾病患者未来也会看到希望的曙光。
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