慎重切除前額葉——記憶相關區DTI、BOLD分析

　　諾貝爾生理學或醫學獎的獎章上：「一位醫學天才在她的膝上放著一本打開的書，為了給生病的女孩解渴，正在收集從巖石上湧出的水」。獎章上刻的話來自維吉爾的史詩《埃涅阿斯紀》：Inventas vitam juvat excoluisse per artes，大致翻譯為 「新的發現使生活更加美好。」

　　1949年，諾貝爾生理學或醫學獎頒給了瑞士科學家沃爾特·赫斯（Walter Hess）和葡萄牙神經科醫生埃加斯·莫尼茲（Egas Moniz），後者因「發現了前腦葉白質切斷術對某些精神疾病的治療價值」而獲諾獎，也是最失敗的一次頒獎。

　　所謂前額葉皮質是位於大腦前部的皮質結構，恰好位於我們的額頭後面。從進化上來講，前額葉是最晚發展的皮質結構之一，在社會認知複雜的神經機制中，起著特殊重要的作用。額葉皮質大約佔人類大腦皮質的1/3，並與其他腦區有著豐富的神經纖維聯繫，我們現在已經知道，其主要參與部分記憶功能（工作記憶等，如記電話號碼）；負責高級認知功能，比如注意、思考、決策、執行等；還與社會功能密切相關。

　　上圖為背誦變化號碼時候額葉皮層興奮區（故城縣醫院放射科）

　　上圖為磁共振BOLD 圖片顯示唐詩背誦時候，前額葉的皮層興奮區

　　（故城縣醫院放射科）

　　人們一直都在積極尋找治療精神病的辦法，只可惜始終找不到。古時候，人們認為精神病是魔鬼附身。所以有人發明了鑽顱術，他們相信通過在腦上鑽一個窟窿就可以將附身於體內的妖魔釋放出來。近代，人們還嘗試過電擊、水療、鴉片、束縛、旋轉療法等奇怪的方法，但都不能達到理想效果。百般嘗試都失敗後，精神病人最後往往還是只能被關起來。

　　1935年12月12日，在莫尼斯的指導下，由他的助手利瑪（Almeida Lima）開展了第一例手術。他們在病人頭部側面打開一個洞，向裡面注入酒精以殺死那一片的神經纖維。手術之後，病人活了下來，並且症狀有所減輕，儘管病人從此再也沒有離開過醫院，但莫尼斯依然宣稱他的手術取得了成功。後來，他們發現酒精容易損傷其他無關腦區，便改用一種被稱為「前額葉白質切除器」（leucotome）的器械來損毀神經纖維，故而這項手術後來被稱為前額葉白質切除術。首批病人中，27人康復，7人改善，激越性抑鬱病人的療效最好。

　　先例一開，便不乏追隨者。這一手術開始被越來越多的國家認可。尤其是精神病院的醫生，他們似乎找到了治療狂暴的精神病患者的一勞永逸的辦法：只要一個手術，病人就會變得溫順，而不會招惹麻煩。英國在 1942～1954年間對 10 365名病人施行了精神外科治療。與此同時，這項「手術」也在不斷「改良」。1942年 沃爾特·弗裡曼二世（Walter Jackson Freeman II）和詹姆斯·沃茨(James Watts)將上述技術介紹到了北美 , 並且得到了廣泛運用。1945年，弗裡曼二世開發了更簡單的工具：一個類似於冰錐的錐子和一個榔頭，病人被簡單麻醉後，將錐子經由眼眶中鑿入腦內，破壞掉相應的神經組織。這使得手術變得十分便利，於是迅速推廣開來。

　　弗裡曼醫生（左）和他發明的經眶前額葉白質切斷術示意圖（右）。

　　更可怕的是，弗裡曼十分善於宣傳。他成功地說服了新聞界，幾乎是單方面地將這一手術推廣給全美的精神病院、醫院和診所。他還經常帶著包括電擊工具、冰塊和小錘子的便攜工具箱進行巡迴演出，以便推廣他的「傑出」發明。這在公眾和科學界引起了轟動。一時之間，這種本該是治療嚴重精神病的最後手段在大眾的心目中儼然成了能解決一切問題的靈丹妙藥。弗裡曼過分簡化手術流程和鼓吹療效的做法在當時也引起了不少業內人士的反對，他的合作夥伴James Watts甚至因此與其分道揚鑣。

　　當時前腦葉白質切除術的小廣告

　　就這樣，在弗裡曼的推波助瀾下額葉切除術開始慘遭濫用，這正是該手術在今天聲名狼藉的主要原因。20世紀40年代後半段，加之第二次世界大戰導致了大量精神疾病患者，該手術席捲了歐美各國。令人痛心的是，額葉切除術「治療」的對象主體已經由之前的「嚴重的精神病患者」轉變成了「暴力、弱智、犯罪」等的社會不良分子了。在日本，主要的手術對象是小孩，他們中的許多人僅僅因為調皮搗蛋或者學習成績不佳就被家長送去切除前額葉。在丹麥，政府專門為這類「新型療法」建造了大量醫院，而針對的疾病則是從弱智到厭食症簡直無所不包。

　　弗裡曼正在進行教學。從圍觀者的衣著可見手術是多麼的隨意。

　　情況最嚴重的還是美國，由於弗裡曼等人鼓吹「精神病要扼殺於搖籃」，成千上萬的人沒有經過仔細檢查就被拉去做了這種手術。不少暴力罪犯、政治犯和同性戀也因此無辜躺槍。據統計，1936年到20世紀五十年代之間，美國大約實施了4萬到5萬例這樣的手術，其他國家同樣數以萬計。

　　一個正在接受「冰錐療法」的病人。圖片來源：bizzarrobazar.com

　　弗裡曼本人在一生中就做了約3500例此類手術。他曾誇下海口說，如果用錘子和錐子的話，他可以在10分鐘之內切除額葉，甚至不需要麻醉。他甚至建議用額葉手術治療頭疼。而且，莫尼茲也因此獲得了1949年的諾貝爾生理或醫學獎。這無疑給該手術打上了「綠色無公害」的標誌，進一步擴大了這一悲劇。

　　雖然當時不乏對手術的質疑之聲，但往往淹沒於對手術的狂熱追求之中。隨著神經科學研究的深入，人們漸漸認識到前額葉皮質對人的情緒和認知至關重要，且功能十分複雜，僅簡單地損毀它與大腦其他部分的神經聯繫會對病人造成不可逆的傷害。20世紀50年代初，一種吩噻嗪類藥物——氯丙嗪被意外的發現可用於治療有躁狂症的精神病人, 從此揭開了精神藥理學的序幕，精神疾病走向了藥物治療時代，加之其他更精確的腦外科手術的發展，到1970年代，前額葉白質切除手術被大多數國家所廢除。但是，這項手術的濫用所造成的傷害已無法彌補。

　　早在20世紀30年代末，額葉切除術對人格的負面影響就已經開始零星被報導。隨著手術的普及，尤其是「冰錐療法」問世後，情況變得糟糕起來：病人精神病症狀有所減輕的同時也出現了嚴重的後遺症：這些病人高級思維活動被破壞，變得像行屍走肉一般，溫順、昏睡、沉悶、冷漠、無精打採、六神無主、神情呆滯、任人擺布，從此一生就生活在無盡的虛無之中。一位母親甚至這樣描述她接受過前腦葉白質切除術的女兒：「我的女兒完全變成了另一個人，她的身體還在我身邊但她的靈魂卻消失了。」

　　"She is my daughter but yet a different person. She is with me in body but her soul is in some way lost."

　　甘迺迪總統姐姐因額葉切除術而終身生活不能自理。

　　一個很出名的例子是美國甘迺迪總統的親姐姐羅斯·瑪麗·甘迺迪（Rose Marie Kennedy）。為了治療她的智力障礙，1941年弗裡曼為她實施了額葉切除術。手術的結果非常糟糕，甘迺迪小姐手術後智力不增反降，據稱只擁有 2 歲兒童的智商，最後落得終身生活不能自理。

　　最後，大約在1950年左右，反對額葉切除術的聲音終於引起了全社會的注意。大批學者認為額葉切除術的好處的科學證據還不夠充足。一項對1942年至1954年在英格蘭和威爾斯進行了額葉切除手術的9284名患者的調查表明，41％的患者恢復或有明顯改善，28％稍微改善，25％顯示無變化，2％惡化，4％死亡。 這個結果令人心痛，因為即便不進行任何治療，63％左右的精神疾病患者也會自發得到改善，這個比率在精神分裂症患者中大約為30%。因此，這些患者中的大部分人其實是沒有必要去切除前額葉的。

　　後世有不少文學和藝術作品有討論額葉切除術的倫理問題。1962年，在《飛越瘋人院》一書問世以後，歐美掀起了一系列反對濫用電擊治療及虐待精神病人的運動，通過了限制精神病院權力的法律條文，精神病人的生存狀況得到很大改善。在不少影視作品，比如著名電影《飛越瘋人院》（圖7）、《禁閉島》和《美少女特攻隊》，美劇《美國恐怖故事》和《西部世界》中均有使用這種手術的情節出現。

　　電影《飛越瘋人院》中，男主墨菲被實施額葉切除術（額頭有兩道手術刀口）之後行如死灰。酋長在出逃之前，不忍心看他如活死人般活下去，在說完「I wouldn’t leave you here this way. You’re coming with me.」之後，含淚用枕頭將其悶死了。

　　學術界的異見

　　與這個故事並行的一條故事線，是神經科學學家對前額葉皮層功能的研究。同樣參加了1935年國際神經學大會的雅各布森及其後來的追隨者為人類探索高級認知功能的奧秘做出了傑出的貢獻。早在1937年，雅各布森便發表了一篇開創了前額葉皮層功能研究新紀元的論文：靈長類動物腦功能研究IV：額葉損傷對猴延遲交替習慣的影響。

　　延遲-反應行為學任務。

　　在這項研究中，他們訓練猴操作延遲-反應任務（delayed-response tasks，）。在延遲-反應任務中，猴首先看到實驗者將食物放進桌面上左右兩個凹槽中的一個，兩個凹槽分別蓋上蓋板。然後在猴和桌面之間拉下一張帘子，擋住猴的視線，使猴看不到桌面。這一期間稱為延遲期。延遲期結束，實驗者拉起帘子，讓猴能看得到桌面，可以翻開蓋子取食。要正確完成這一任務，猴需要在延遲期記住放有食物的凹槽的位置。這種對隨機位置的短時記憶之後被定義為工作記憶（working memory），被認為是大腦各項高級認知功能的基礎。切除前額葉皮層嚴重破壞猴的延遲反應任務的操作能力，延遲期越長，猴的操作成績越差。這表明前額葉皮層在工作記憶中發揮者至關重要的作用。

　　後續的部分工作：https://www.zhihu.com/question/59280144/answer/174195133

　　隨著神經科學研究的深入，額葉皮層與丘腦以及邊緣系統的功能聯繫逐漸被揭秘。在這些新證據下，越來越多科學家意識到，簡單地損毀前腦葉與大腦其他部分的聯繫會對人格造成不可逆且不可知的損害。早在1944年，就有學者撰文認為前腦葉白質切除術會導致病人出現暴力傾向或是奴性和盲從。1947年，瑞典精神病理學家斯諾裡·沃法特（Snorre Wohlfahrt）更是多次強調「前腦葉白質切除術過於危險，不適合用來治療精神分裂症或是其它精神症狀。」 然而，這些零星的反對聲只是激起了一丁點漣漪，根本阻擋不了這一風暴。

　　時至今日，我們已經明白，如果說大腦是人體的「司令部」的話，前額葉則是司令部裡的「總司令」。人類的前額葉約佔大腦皮層總面積的三分之一，直到25歲左右才基本發育完全。前額葉與其他腦部結構的之間的神經聯繫非常複雜，功能繁多，涉及的範圍遠超精神病患者們所需改善的行為。但大致說來，前額葉主要負責高級認知功能，比如注意、思考、推理、決策、執行任務等等[10]（圖9）。

　　圖9. 前額葉皮層負責高級認知功能，對人類的行為、思想和情緒提供「自上而下」的控制[10]。

　　前額葉主管的是人類的高級認知功能，它的有無以及功能的好壞，影響的是人最高級的思維能力。但是，前額葉卻並不會主動控制呼吸、心跳等與人類生存至關重要的生理特徵。所以，即便通過手術切除前額葉皮層，也只是會使人喪失高級認知、情緒方面的能力，並會不影響一個人作為一個生命體而活著。這就是為什麼精神分裂症患者經過額葉切除手術之後一般都能乖乖地存活的原因。

　　新方法的興起

　　學界和民間的呼聲的確加速了額葉切除術退出歷史舞臺的步伐。然而，真正終結該手術的原因當屬新型治療方法的興起，特別是新型藥物被研發出來了。

　　1950年，一種新的抗精神病藥——氯丙嗪——被成功合成，並應用於精神分裂症和躁鬱症的治療。自此，精神疾病走向了藥物治療時代，額葉切除術很快便失去了市場[11]。氯丙嗪的發明在西方國家掀起了非住院化運動，使許多精神病患者不必被終身強迫關鎖在醫院裡。到1960年左右精神分裂症患者的數量已經遠少於之前了。現今，新一代的抗抑鬱藥與抗精神病藥作用選擇性更強、副作用更小，精神疾病的治療條件與精神外科手術興盛時期相比已經有很大的進步。儘管在藥物治療時代，仍有部分患者的症狀得不到有效緩解，但至少他們不必去面對殘酷的手術了。

　　圖10.藥物治療時代的到來終結了額葉切除術。

　　終於，在1950年，蘇聯政府率先宣布全面禁止額葉切除術。到1970年，絕大多數國家，以及美國許多州都已立法禁止額葉切除術。剩下的一些還沒禁止該項手術的國家，也制定了極其嚴格的監管制度。

　　反思

　　現在的我們很難想像這種野蠻殘忍的手術居然會在世界上大行其道十數載，甚至還摘得了號稱科學桂冠的諾貝爾獎。但是，當靜下心來審視這一手術的興衰榮辱，我們不難發現，額葉切除術的出現，某種意義上可以說是一種歷史的必然。

　　嚴重的精神疾病患者由於人格轉變，常常對自身和家庭帶來巨大的災難。這時，突然一種新興的技術號稱可以治癒這個人類數千年都束手無策的頑疾，學者們當然會喜大普奔，以至於趨之若鶩。對於患者的家屬而言，這項技術，更是給他們瀕臨毀滅的家庭帶來了無限的希望：或許，只要簡單的割上幾刀，家庭就會變得幸福美滿。而對那些嚴重的精神疾病患者而言，該手術的確也能消除癲狂、躁動、抑鬱等情緒相關症狀，讓他們逃脫終日的夢魘。畢竟，對於他們中的某些人而言，活著可能比靈魂更重要。而且，如果只是部分切除前額葉的話，患者並不會喪失所有的高級認知功能。

　　從該手術興盛的歷程中，我們知道真正值得我們批判的，應該是該手術在全球遭到濫用的背後推手。首先，當年腦科學的研究尚且膚淺，外科專家常依靠個人的經驗進行手術，對術後效果的評價也沒有客觀、可信的標準。畢竟，正是由於莫尼斯輕率地說出「額葉切除術是一項安全可靠的手術」，才開啟了這一悲劇。然後，某些學者私心膨脹、過分吹噓。弗裡曼醫生過分簡化手術流程，在受到業內人士廣泛質疑的情況下，依舊四處鼓吹、推銷他所改進的「冰錐療法」。這無疑加速了悲劇的發生和擴大了悲劇的傷害範圍。最後，特殊的時代背景造成了特殊的悲劇。第二次世界大戰，不但在戰場上吞噬了數千萬的生命，在戰爭之外也殺人無數。要不是二戰導致的大量精神疾病患者讓原本條件艱苦的醫療系統不堪重負、讓家庭支離破碎，額葉切除術恐怕也不會那麼流行。

　　同樣，通過回顧該技術衰退的歷程，我們也能明白科學技術進步對人類的重要性。在可靠的藥物被開發出之前，並沒有有效的治療方法可以治療精神疾病。即便額葉切除手術的副作用再大，即便科學家和公眾如何猛烈地抨擊這項手術，都依舊會有無路可走的患者去選擇這最後一個稻草。而且，這一悲劇的終結也正是科技進步的結果。同時，比較可惜的是，其實在該手術流行的期間，已經有不少學者揭示了前額葉皮層對於人類高級認知功能的重要性，並呼籲停止執行該手術。奈何，理智的聲音被淹沒於狂熱情緒的洪流。可見，推進學術思想的交流和傳播是多麼重要的一件事情啊！

　　時至今日，額葉切除術已然被摒棄，並被作為經典案例寫入了各類教材中，警醒著世人科學技術不發達可能會帶來怎樣的災難。今天的我們很容易就會否定額葉切除術，並且調侃將科學桂冠頒發給發明該技術的莫尼斯是諾貝爾獎的「黑歷史」。但我們也需要謹記，當前的美好生活是建立在很多過往科技發展的「黑歷史」基礎上的。而且，我們現在能有這種調侃的覺悟和資本，也正是科學技術進步的結果。