神外历史上的今天｜致敬蒙特利尔神经研究所（MNI）的创办人Penfield - 脑医汇 - 神外资讯

1891‎‎年‎‎1月26日，131年前的今天，加拿大最顶级的神经外科医生之一、蒙特利尔神经研究所（Montreal Neurological Institute，MNI）创办者、英国皇家学会院士、美国艺术与科学学院外籍荣誉会员、加拿大医学名人堂入选者怀尔德·格雷夫斯·潘菲尔德（Wilder Graves Penfield，1891-1976）出生。作为早期脑外科实践的先驱，潘菲尔德将神经外科、神经病学、神经病理学、心理学和相关基础科学结合在一起，改变了对神经科学领域的传统理解。尤其在神经刺激和癫痫的外科治疗领域，他的科学贡献不仅在当时是革命性的，并且在今天仍然引起共鸣。

1891年，潘菲尔德出生于美国西北边境的华盛顿州斯波坎市（Spokane, Washington），其父查尔斯·塞缪尔（Charles Samuel Penfield，1858-1913）是芝加哥哈内曼医学院（Hahnemann Medical College of Chicago）的医学博士。由于父亲医疗事业的不景气，小潘菲尔德的童年时光大部分都是在威斯康辛州哈德逊（Hudson，Wisconsin）——外祖父母家度过的，尽管如此，母亲仍然对潘菲尔德的学业成长寄予厚望。就读于普林斯顿大学（Princeton University）期间，潘菲尔德受到生物课教师E. G. Conklin教授的点拨，摒弃了父亲事业失败的阴影，决心从事医学研究。

1914年，潘菲尔德如愿以偿地获得罗德奖学金（Rhodes Scholarship），并于次年收到牛津大学（Oxford University）的入学通知书，就读于墨顿学院（Merton College）生理学系。正是在牛津，潘菲尔德受到了著名内科医生兼医学作家威廉·奥斯勒爵士（Sir William Osler，1849-1919）和生理学教授查尔斯·斯科特·谢林顿爵士（Sir Charles Scott Sherrington，1857-1952）的影响。1918年，潘菲尔德在约翰斯·霍普金斯大学完成了医学博士学业，继而在波士顿彼得·布伦特·布里格姆医院（Peter Brent Brigham Hospital）的哈维·库欣（Harvey Cushing）手下实习。实习期满，他继续在纽约长老会医院（New York Presbyterian Hospital）执业七年。

25岁的潘菲尔德在牛津大学墨顿学院谢林顿的哺乳动物生理学实验室进行基本医学训练

在20世纪上半叶，药物治疗对癫痫并不是那么有效，因此通常采用手术治疗来缓解疾病发作。而术后的失败和高死亡率让他灰心丧气，对一个脑瘤男孩下病危通知书时，他自责道，“我可能错了。医生有时是错的，你知道吗？”天才的塑造往往源自逆境中的反抗，潘菲尔德下定决心，决不放弃所有的希望。1922年，在外科病理学家的建议下，潘菲尔德在动物身上做了实验性脑损伤实验，以研究脑组织的愈合过程。一年后，他试图对大脑瘢痕进行染色，希望能找出创伤后癫痫的病因，但由于无法对大脑的非神经元细胞进行染色，研究工作陷入了死胡同。不服输的潘菲尔德举家搬迁至马德里，师从圣地亚哥·拉蒙·伊·卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal，1852-1934）的得意弟子皮奥·德里奥·奥尔特加（Pio del Rio-Hortega，1882-1954），学习先进的金属染色技术以研究神经胶质细胞。1927年，潘菲尔德前往布雷斯劳（Breslau）拜访德国神经外科医生奥特弗里德·福斯特（Otfrid Foerster，1873-1941），参与对局部麻醉清醒患者进行大脑皮层电刺激技术的研究，还学习了致痫性瘢痕的切除法，并将其用于治疗12名士兵的局灶性癫痫，他们将这种福斯特-潘菲尔德方法（Foerster-Penfield Method）发表于《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine）。

Foerster-Penfield方法绘制的12例局灶性癫痫患者的外科治疗图（新英格兰医学杂志）

回到纽约后，满腔热忱的潘菲尔德与来自爱荷华州的年轻科学家威廉·弗农·科恩（William Vernon Cone）共同组建了一个神经细胞学实验室。潘菲尔德将德国带来的先进技术致力于去除致痫性病变，并绘制其他重要的功能皮质区域。实验室很快在大脑瘢痕形成、神经胶质细胞和小胶质细胞的反应以及中枢神经系统肿瘤的研究方面取得飞速进展。1928年，潘菲尔德和搭档科恩在纽约首次应用福斯特-潘菲尔德方法对一名年轻男子实施癫痫手术。这位可怜的患者曾因头部受伤接受治疗，其后每天癫痫发作多达20次，经过三次手术后病情大为好转，这是蒙特利尔程序（Montreal Procedure）外科手术的前身。

潘菲尔德在长老会医院声名鹊起，许多知名机构的工作邀请纷至沓来。同样在1928年，北美胸外科之父爱德华·阿奇博尔德（Edward Archibald，1872-1945）博士亲自登门造访，邀请潘菲尔德加入麦吉尔大学（University of McGill）神经外科领域。在洛克菲勒基金会（Rockefeller Foundation）和麦吉尔大学的共同支持下，潘菲尔德同科恩将实验室转移到皇家维多利亚医院（Royal Victoria Hospital），并接管那里的神经外科工作。在阿奇博尔德博士、医学教授乔纳森·米金斯（Jonathan Meakins）博士和查尔斯·马丁（Charles Martin）院长的支持下，彭菲尔德、科恩和曾在伦敦皇后广场与维克托·霍斯利爵士（Sir Victor Horsley）共事的神经学家科林·拉塞尔（Colin Russel）共同组建了麦吉尔大学神经病学和神经外科学系，这是蒙特利尔神经研究所（Montreal Neurological Institute，MNI）成立的前奏。

潘菲尔德多年来的梦想，是将基础科学、神经病理学、神经生理学、临床神经病学和神经外科紧密结合起来。在蒙特利尔市和私人捐助者的支持下，蒙特利尔神经研究所于1934年成立，拥有50个床位和精心规划的研究实验室，成了世界上其他学院的榜样。未来的26年里，潘菲尔德领导研究所里的科研和外科团队致力于解决许多关于大脑的未解之谜。团队里不乏精力充沛的“研究员”和来自世界各地的同道们，他们满怀对知识的无尚崇敬和强烈渴求慕名前来，然后学成回国建立神经外科或神经病学单位，将知识的种子播种到全世界。

潘菲尔德受到福斯特的致痫区域图绘制的启发，希望探索出与感觉运动有关的人脑皮层定位图。他与年轻的同事爱德文·博尔德利（Edwin Boldrey，1906-1988）一起，通过术中急性直接皮层电刺激对功能皮层进行定位，这项开创性的研究绘制出了几乎整个人类大脑皮层的图谱。为了使结果更直观、清晰，潘菲尔德决定在他们的口头描述和示意图中添加插图。他们请来医学插画家霍顿斯·波林·坎特利（Hortense Pauline Cantlie），就这样，一个奇形怪状的青蛙小怪物兼侏儒图诞生了。1937年，潘菲尔德和博尔德利的论文《电刺激对人类大脑皮层躯体运动和感觉表征的研究》（Somatic Motor and Sensory Representation in the Cerebral Cortex of Man Studied by Electrical Stimulation）发表于《大脑》（Brain），他们描述了人类大脑皮层中运动功能的定位，在人脑的病理过程中发现了新的元素，并报告了人类皮层与其他哺乳动物皮层之间的差异。潘菲尔德以惊人的细节描述了初级和次级运动、感觉、听觉、前庭和视觉区域，以及脊髓和皮层表征之间的关系。此外，他还定义了涉及复杂幻觉和幻觉的区域。

潘菲尔德和博尔德利的论文插图

1938年，在福斯特-潘菲尔德方法的基础上，潘菲尔德与赫伯特·亨利·贾斯珀（Herbert Henri Jasper，1906-1999，推荐阅读：《神外历史上的今天｜癫痫研究的千里之始》）携手，在手术过程中开创性应用了直接在大脑表面进行电记录的方法，即所谓的脑电图（Electrocorticography，EEG），以确定癫痫起源的位置，为病变区域的精准切除提供了可能。

首次进行癫痫手术时，通常不会发现脑瘢痕（meningocerebral Cicatrix，MCC）或肿瘤。在这些情况下，介于没有病变存在时，阳性结果通常不会出现，所以手术不得不结束。但在同个患者的第二次手术中发现，在切除了颞叶的浅表部分后，外科医生可以在更深的部分，包括海马体和杏仁体的内侧颞叶，看到一道瘢痕。这种病变现在被称为内侧颞叶硬化症（Mesial Temporal Sclerosis），切除病变区域后可有效缓解癫痫。

潘菲尔德和贾斯珀在脑电图的引导下切除部分皮质和更深的颞区，标志着“蒙特利尔程序”（Montreal Procedure）的正式诞生。在20世纪50年代，潘菲尔德和Maitland Baldwin（1918-1970）发表了他们的报告，描述了包括杏仁核和海马体在内的颞叶次全切除术的技术，并得出结论：必须切除的异常硬化皮质位于颞叶最深、最下和最中间的部分。“蒙特利尔程序”成为现代颞叶手术的典范，从1953年起，其他神经外科中心开始效仿“蒙特利尔程序”治疗颞叶癫痫，手术成功率也从50%提升到65%。潘菲尔德的领导期间，1132名患者在MNI接受了“蒙特利尔程序”，其中许多是由潘菲尔德亲自操刀完成。随着这项技术的不断发展和创新，在选定的患者中，癫痫发作的成功控制率可高达80%。

潘菲尔德和贾斯珀在MNI手术室进行局麻下开颅探查术

在MNI，潘菲尔德与同事一起撰写了一系列关于癫痫脑手术的专著。1941年，潘菲尔德汇集出版了这个特殊领域的早期外科经验信息；1950年，他对癫痫发作模式进行了研究，次年又对皮层绘图进行了深入研究；1954年，潘菲尔德与贾斯珀合著了一本新书，名为《癫痫与人类大脑的功能解剖》(Epilepsy and the Functional Anatomy of the Human Brain）。除此之外，潘菲尔德和同事每年发表大量的科学论文和文章，使蒙特利尔神经学研究所成为世界上最活跃的科学研究和治疗癫痫的中心之一。

潘菲尔德最意味深长的讲演，要数1946年他向英国皇家学会发表的关于人类大脑皮层的讲座；在概述了大卫·费里尔爵士（David Ferrier，1843-1928，推荐阅读：《神外历史上的今天｜实验神经科学先驱大卫·费里尔的诞辰》）早期实验研究之后，潘菲尔德向约翰·休林斯·杰克逊（John Hughlings Jackson，1835-1911，推荐阅读：《神外历史上的今天｜Jackson与癫痫》）致敬——杰克逊关于皮质定位和神经系统中不同层次表征的想法，构成了潘菲尔德关于大脑功能解剖观点的主要指导方针。毫无疑问，癫痫神外史上涌现出的这些先贤，是潘菲尔德心里最伟大的导师。

1960年，潘菲尔德从MNI主任的职位上退休，他晚年写小说、医学传记、周游世界，参与MNI活动。作为一名开拓性的临床医生和研究人员，潘菲尔德以被《环球邮报》（Globe and Mail）称为“近乎奇迹”的成就而闻名世界；对于他的病人和其他健康专业人士来说，他也以其深厚的正直和人性而闻名。1976年，潘菲尔德在蒙特利尔弥留之际，仍对人类意识和灵魂的本质进行了思辨。1994年，潘菲尔德成为加拿大医学名人堂（Canadian Medical Hall of Fame）的首批成员之一。

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