在頭上開個「腦洞」會怎樣?

本文來自微信公眾號：biokiwi（ID：biokiwi），題圖來自：《異度侵入 ID:INVADED》

提到「腦洞」，相信大多數人肯定和「豐富的想像力或者創造力」聯繫在一起。

但如果說真的在腦袋上開個洞，那第一反應肯定是——這腦袋上開個洞肯定沒命了吧？

最近有一部叫做《異度侵入 ID:INVADED》的動漫，裡面的連續殺人犯就給自己和被害者腦袋上都開個洞，嗯，物理意義上的腦洞。

這位被觀眾稱為「洞哥」的角色，對自己的腦洞有一種非常「美好」的表述：

截圖自《異度侵入》第2集，洞哥指的地方就是自己用電鑽鑽開的一個貫通的腦洞（害怕.jpg）

他提到被開了腦洞的人並不會立刻死亡，動漫裡很多的角色在及時的治療後還能活下來。

而在後面也有出現帶有腦洞的嫌疑人做出了奇怪的舉動（這裡不劇透了hhh），被女主角認為是由於頭部的損傷導致的情感損傷。

截圖自《異度侵入》第五集，此時的女主頭上也……（閉嘴不要劇透了）

而在後面最新更新的劇情來推測，這個腦洞可能還起到了非常關鍵的作用（不能再劇透了！）。

咳咳，我們是個科普公眾號，所以這些只是個引子（不，其實是安利）。

拋開這部動漫精彩的劇情，在看的時候想必不少觀眾和我有一樣的疑問：這腦袋上開了個洞真的沒事嗎？如果沒事，這個洞除了能讓大腦通風之外，還有什麼影響嗎？

回答這個問題，我們可能要從172年前的那場意外事故說起。

一場「不可能發生」的意外

1842年9月13日下午四點，在美國佛蒙特州鐵路建設工地上，一位叫做菲尼斯·蓋奇（Phineas P. Gage）的25歲年輕工頭，正在指揮工人們有序地進行巖石爆破工程。

此時的他還不知道，半小時後他的人生即將改變；

也不知道自己的頭骨在死後，會被放在哈佛醫學院的展覽柜上；

更不知道自己將在神經科學史上留下濃墨重彩的一筆。

當時的那段鐵路（圖源：Wikipedia）

四點半，蓋奇開始準備炸開面前的這塊巖石。

他往已經鑽好的孔洞裡依次塞進炸藥粉末和粘土等惰性材料，拿起手上那根長度大約1.1米，直徑32毫米的鐵棍開始搗弄。

被老闆稱為「最精明能幹的工頭」的蓋奇，對於手頭的工作已經輕車熟路。此時他看到隔壁的手下好像有什麼小動作，張嘴準備喊話，嘴巴不經意間正對著手頭的鐵棍——

「Boom！」炸彈爆炸。

鐵棍，從嘴裡直接插穿了他的腦袋，高高飛起，落在了地上。

事後負責治療的哈洛醫生畫的示意圖（圖源：John M Harlow）

但是，他沒有死亡。

蓋奇抽搐了幾分鐘，就可以開口說話了。在同伴的幫助下，他坐著牛車回到了1.2公裡外的住處。

半小時後，當地的醫生威廉士來到旅館，看到了可能是醫學史上最魔幻的一幕：

蓋奇坐在下榻的旅館門口，看到醫生到來後向醫生問好，並開始描述自己的情況；在醫生檢查傷口的時候還在和旁人描述當時的事情；並對醫生堅持說，鐵棍真的從自己的腦袋穿了過去……

想像一下，這個在滔滔不絕的人腦袋上還有一個「像漏鬥」一樣的大洞，你可能就能理解醫生的震驚。

而後到來的哈洛醫生（Dr. J. M. Harlow），看到已經躺在床上的蓋奇，雖然嚴重出血，但是卻能認出醫生，並和他說：「我的病不嚴重吧？」

在醫生包紮好傷口後，他甚至還和醫生表示：自己過幾天就可以去上班。

當時的醫療技術只能進行簡單的包紮（圖源：Wikipedia）

當然事情沒那麼順利，但也不算很糟。

幾天後蓋奇頭部的血止住了，但之後腦部出現了真菌感染，使蓋奇又去鬼門關邊上晃了晃。

總共經過了不到兩個月的治療，11月初的時候，蓋奇已經可以在大街上晃蕩了（雖然是別人攔不住他自己跑出去了）。第二年頭骨基本癒合，算是恢復正常了。

這仿佛就是個奇蹟，給當時的醫學界帶來了極大的震撼。

哈佛大學的比奇洛教授（Prof. H. J. Bigelow）表示「這個病例最大的特徵就是它的不可能」。

那位名叫蓋奇的奇男子。在他出事之後的十二年，他手上的那根鐵棍一直陪伴左右，上面還印有他的名字；而其實蓋奇沒有留下什麼照片，這張照片還是2008年才被發現是蓋奇——原來他沒有變成傳聞中的流浪漢，還長的蠻帥的。（圖源：Wikipedia）

對於蓋奇為什麼會活下來，負責治療的哈洛醫生提了四點可能：

他堅強的體格、意志和耐力；

鐵棍的形狀比較圓鈍光滑，沒有給他造成長時間的腦震蕩或者壓迫；

鐵棍導致的開口使得感染能被排除；

被傷害的大腦區域決定的。

事故後的蓋奇似乎沒有留下什麼後遺症，他能和常人一樣正常地走路、呼吸，智力也很正常，能正常地和別人溝通交流，也沒有失憶什麼的。

但是他的老闆和朋友們發現，事故前那個「精明能幹的工頭」，現在性格大變：受傷前他表現得非常聰明能幹，會尊重別人，是個很好相處的人；但受傷之後他變得不尊重人、固執且多變、不耐煩、有「動物情懷」，甚至有報告說他非常粗魯。蓋奇也因此失去了手頭的工作。

他的朋友們說，蓋奇再也不是蓋奇了（"no longer Gage"）。

給蓋奇治療的哈洛醫生，在匯報時自稱是「不知名的鄉村醫生」；他在之後的十幾年間斷地跟進蓋奇的後遺症，並在蓋奇死後獲得了他的頭骨捐獻，陳列在了哈佛醫學院，哈洛醫生也因為這件事名聲大噪（圖源：Wikipedia）

後來的十二年，蓋奇先是四處遊歷，而後又離開美國去了智利，在那當了七年的馬車車夫，最終因癲癇發作去世。

但是這個「蓋琪不再是蓋奇」的結論，卻在眾口相傳中流轉了上百年。

持續百年的傳聞是真是假

這個事件發生的同時，正是人們關於大腦思維最原始的爭論進行的時候——到底是什麼決定了我們的情感、意識、思維？

18世紀末，一位德國醫生提出，我們腦袋的形狀決定了我們是個什麼樣的人——我們只要測量頭顱的形狀和大小，就能預測這個人的品格。這個學說叫做「顱相學」。

用我們現在的想法來看，這顯然是無稽之談，畢竟我們現在也沒人會去測量頭顱來判斷你是個好人還是壞人，而我們現在也知道是頭顱裡複雜的大腦，才決定了我們的感覺、思維、意識和行為。

但是在19世紀這個學說一直存在，甚至到了20世紀還有復興的趨勢，原因之一是用這個方法可以很「科學」地鑑定人種的差異（比如1930年代盧安達就曾經藉助顱相學判別種族的好壞）。

1848年的美國顱相學期刊封面，看起來這個顱相的描述非常有想像力（圖源：Wikipedia）

其實當時負責治療的哈洛醫生，就對顱相學比較認同：他們認為蓋奇負責「仁愛」的一部分被鐵棍撞沒了，所以才會有之前的情緒變化。

當時的科學還沒有對大腦有一個比較清晰的認識，只有類似顱相學這樣的各種假設與學說。蓋奇的例子被各種學說拿來引用，自圓其說地解釋為什麼「蓋奇不是蓋奇」。

於是當初哈洛醫生關於蓋奇簡單的不到200詞的描述，在科學家、媒體、公眾一傳十、十傳百之下，就變了味道：

蓋奇最初的形象必然是一個充滿正義、偉大的正人君子，而事故之後的蓋奇有了千奇百怪的變化——精神病、像個白痴、暴力、衣冠不整、像個流浪漢、虐待妻兒等等（Wikipedia詞條歸納），甚至有人傳聞他腦袋上頂著那根鐵棍，行走天下20年。

突然想了想，回看當下疫情四起的謠言，不管哪個時期，三人成虎這種事真的很常見呢。

百科上歸納的關於蓋奇故事的誇張化描述（圖源：Wikipedia）

直到二十世紀70年代，一位叫馬爾科姆·麥克米倫（Malcolm Macmillan）的心理學家和歷史學家開始為蓋奇還原真相，當我們追尋到哈洛醫生最初的記載，才算是得到了一個相對客觀的第一手資料。

其實事故後的蓋奇雖然性格大變，但是隨著時間的流逝這種改變並非不可逆的。

他在智利的那段時期當了五到七年的馬車夫，每天需要趕馬車、和顧客交談，能在這份工作上持續這麼久，說明了他精神狀態的問題不大。而當時在智利見過他的醫生也表示蓋奇表現正常。

現代對於大腦可塑性的研究似乎也印證了這一點——比如剪掉小鼠的鬍鬚，管理這根鬍鬚的腦區也隨之消失了，而當鬍鬚長回來的時候，對應的腦區又重新出現。

看來所謂「蓋奇不是蓋奇」，應該只是暫時的。

可能是蓋奇駕駛的馬車型號（圖源：Wikipedia）

不過現在很多科普，甚至是科學會拿蓋奇舉例，往往只是描述到了性格大變那裡，就截然而止了。

該怎麼看待這個問題，就交給諸位讀者來判斷了。

科學家能解答什麼

科學的進步也在推動腦科學的發展，科學家們認識到大腦有著明確的分區和分工（這關於大腦語言區的發現，這個故事我們曾經講過，可以點擊文末圖片回顧一下）。

而大腦前額葉（也就是蓋奇大腦被扎穿的地方）主要負責人的情感、決策等等，前額葉的大小也是人與動物不同的地方之一。

二十世紀人們還發現切割一部分，甚至半個大腦，人也仍可以正常生活。

而切除左右腦的連接處，大腦也仍然能正常運作，後來這個技術被用到了癲癇的治療，也開創了神經外科手術（不過具體的手術內容也有很大的改變）。

時間快進到21世紀前後，回想起一百多年前的蓋奇事件，科學家們覺得現在對大腦的理解可以來解釋這個事件了。可惜，蓋奇死後沒有屍檢，沒有保留大腦（像愛因斯坦的大腦就得到了較好的保存）只留下一個頭蓋骨，這個可不好研究。

這個頭骨和當時的文獻還在給我們講述著那場故事，和它給神經科學帶來的啟示（圖源：Wikipedia）

1994年，結合當時出現的不少前額葉功能障礙的患者的性格變化，科學家開始分析蓋奇的頭骨。

通過X光掃描頭骨並計算鐵棍穿過的頭骨損傷大小，再結合已知的大腦結構，研究者推測鐵棍雖然是從左上顎插入的，但是不止是左腦受傷，也傷到了右腦；

而根據對前額葉相關的患者研究，表示損傷的區域主要和人類情緒、決策的產生有關，這似乎就和蓋奇發生的性格變化相吻合了。

這篇研究還是當時Science雜誌的封面文章，不過這篇文章關於蓋奇的描述和哈洛醫生有一定的出入（作者比較相信蓋奇性格變化非常大，且和自己治療的患者情況相似），因此也有不小的爭議（圖源：Science）

而在2004年另一項研究，對頭骨進行CT掃描，並構建了頭骨、大腦、血管的三維模型，重新分析後發現鐵棍可能只是影響到了蓋奇的左腦。

再結合我們前面提到的關於半腦、裂腦的研究，研究者對蓋奇的傷有了另一種解讀——可能並沒有特別嚴重。

再結合對血管的分析，研究者認為鐵棍並沒有傷及主要血管，而這也符合哈洛醫生關於脈搏、止血情況的描述。

2004年關於蓋奇頭骨的重新掃描（圖源：Ratiu P, et al.）

2012年則又有一項研究，利用核磁共振的技術掃描了110個頭骨和蓋奇相似的志願者，再結合連接組學的方法，來探究蓋奇的損傷程度。

所謂連接組學，就是神經細胞之間會互相連接，才能產生大腦的各種反應，比如情感、身體動作、感覺等等，而連接組學簡單來說就是整個大腦的細胞連接情況。

他們發現蓋奇雖然主要是傷到了左額葉，但是這個損傷包括4%的灰質（神經細胞）和11%的白質（細胞連接），這就意味著基本上整個左額葉和其他大腦區域的連接都斷掉了。

蓋奇的傷口可能比我們之前知道的更加嚴重。

2012年結合了連接組學的模擬（圖源：Van Horn J D, et al.）

百年來陸陸續續有著不少的研究，希望藉助蓋奇這個著名的案例，給神經科學一些參考。科學家們用著各自的方法評估，描述蓋奇的大腦傷口，互相辯駁。

可惜僅靠這個頭骨，再加上蓋奇除了鐵棍的損傷，還有真菌感染和腦出血等傷害，現在的科學家只能做出自己的猜測，難有定論。

百餘年間出現了十幾項的關於蓋奇大腦損傷程度的研究，其結果也是眾說紛紜（圖源：Van Horn J D, et al.）

還有人被開「腦洞」嗎？

我們說了好久的蓋奇，不妨最後再來看看，還有沒有人腦袋被開過洞。

像類似蓋奇這樣的事件其實還有很多，1999年有人總結了過去150年發生的12起類似蓋奇的「金屬管開腦洞事件」，其中大部分人都存活了下來。

2007年有個17歲男孩在車禍中頭顱被鐵管穿透，救治九年後的隨訪中發現他恢復正常且狀態很好，這也要歸功於醫學的幫助。

模擬因車禍而被開腦洞的男孩（圖源：Shetty S R, et al.）

而開洞其實更多還和醫學相關聯，從神秘的醫術再到現代的神經外科，要對大腦直接操作，就不可避免地要開洞。

最早的與醫學沾點邊的開顱手術除了《三國》裡的華佗，其實國外更多。

在14-16世紀的秘魯，就有通過給腦袋開一個小洞，放出來一些「邪惡的」東西，以此達到某些治療目的的做法。

而這一方法到了20世紀的歐美國家也仍然存在，甚至還一度廣為流行。醫生的說法是通過開孔可以治療偏頭痛，驅逐腦袋裡的「魔鬼」。

後來考古學和人類學的研究發現，在原始時期好像就有這種開腦洞治療的神奇操作。但是這些神秘醫術並沒有切實的理論根據。

15世紀荷蘭畫家Hieronymus Bosch的《取出瘋狂之石》

而在上個世紀到今天，也仍存在著少數像《異度侵入》裡洞哥那樣自己給自己開腦洞的人。這些人相信腦洞可以給自己驅魔、增強血液代謝、開發大腦天性等等。

在此聲明，這些都是這些人自願的行為，但強烈不建議任何人進行這種嘗試。

用電動牙醫鑽給自己開洞的Hugo Bart Huges，他堅信這能改善因為直立行走導致的血液流動減緩問題（圖源：Wikipedia）

現代最經常被開腦洞的，是在外科手術上。

比如微創血腫清除術開個小洞，去除腦血管中的腫塊，減少其對於大腦的壓迫；還有去骨瓣減壓術則是去除掉一部分的頭骨骨瓣，以此來減輕大腦的壓迫。

也有根據具體的神經疾病，如癲癇、帕金森等症狀，或者是腦部腫瘤等等進行的神經外科手術，可能需要給頭顱進行或大或小的切口，以進行手術治療。

而在CT、核磁等掃描成像技術，經過專業培訓的外科醫生，以及越來越規範的手術流程的幫助下，這類手術的安全性也相對得到了保障，不過仍然會存在細菌感染等併發症。

馬爾科姆·麥克米倫認為，蓋奇事件百年的歷史，是「關於一個民間小故事如何輕易演變成流行的科學神話的大故事。」

從意外事故、神秘醫術再到腦科學、神經外科的逐步發展，腦洞可能在這其中還是發揮了舉足輕重的作用的。

你覺得呢？

參考資料：

Phineas·Gage -Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Phineas_Gage

John M Harlow. Recovery from the Passage of an Iron Bar through the Head. Publications of the Massachusetts Medical Society. 2 (3): 327–47. 1868.

Sam Kean, 菲尼斯·蓋奇：揭秘神經科學史上最有名的病人. https://neu-reality.com/2016/05/phineas-gage/

Malcolm Macmillan. Phineas Gage – Unravelling the myth. https://thepsychologist.bps.org.uk/volume-21/edition-9/phineas-gage-unravelling-myth

Vitamins, 只用半個腦子照樣活得很好. https://m.guokr.com/article/12706

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Ratiu P, Talos I F, Haker S, et al. The tale of Phineas Gage, digitally remastered[J]. Journal of neurotrauma, 2004, 21(5): 637-643.

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Katherine Foxhall. 顱上開孔治偏頭痛的迷思是怎麼流傳百年的？https://m.guokr.com/article/442920

一碗蘿莉面，腦洞，到底是個什麼洞？果殼. https://www.guokr.com/article/440755/