额叶切除术，诺贝尔奖的"黑历史"？

                      文 / @东华君

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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）。

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]。

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地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。”

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：先把病人重度电击麻痹；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。

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、弱智、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弱智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。

弗里曼本人在一生中就做了约3500例此类手术。他曾夸下海口说，如果用锤子和锥子的话，他可以在10分钟之内切除额叶，甚至不需要麻醉。他甚至建议用额叶手术治疗头疼。网络上有关于这种手术的纪录片，内容残忍，请慎重决定是否观看：https://www.youtube.com/watch?v=T7W3Z1_1QMg&has_verified=1

而且，莫尼兹也因此获得了1949年的诺贝尔生理或医学奖。这无疑给该手术打上了“绿色无公害”的标志，进一步扩大了这一悲剧。

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）。

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。

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。

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。

药物治疗时代的到来终结了额叶切除术

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。

终于，在1950年，苏联政府率先宣布全面禁止额叶切除术。到1970年，绝大多数国家，以及美国许多州都已立法禁止额叶切除术。剩下的一些还没禁止该项手术的国家，也制定了极其严格的监管制度[2]。

反思

现在的我们很难想象这种野蛮残忍的手术居然会在世界上大行其道十数载，甚至还摘得了号称科学桂冠的诺贝尔奖。但是，当静下心来审视这一手术的兴衰荣辱，我们不难发现，额叶切除术的出现，某种意义上可以说是一种历史的必然。

严重的精神疾病患者由于人格转变，常常对自身和家庭带来巨大的灾难。这时，突然一种新兴的技术号称可以治愈这个人类数千年都束手无策的顽疾，学者们当然会喜大普奔，以至于趋之若鹜。对于患者的家属而言，这项技术，更是给他们濒临毁灭的家庭带来了无限的希望：或许，只要简单的割上几刀，家庭就会变得幸福美满。而对那些严重的精神疾病患者而言，该手术的确也能消除癫狂、躁动、抑郁等情绪相关症状，让他们逃脱终日的梦魇。毕竟，对于他们中的某些人而言，活着可能比灵魂更重要。而且，如果只是部分切除前额叶的话，患者并不会丧失所有的高级认知功能。

从该手术兴盛的历程中，我们知道真正值得我们批判的，应该是该手术在全球遭到滥用的背后推手。首先，当年脑科学的研究尚且肤浅，外科专家常依靠个人的经验进行手术，对术后效果的评价也没有客观、可信的标准。毕竟，正是由于莫尼斯轻率地说出“额叶切除术是一项安全可靠的手术”，才开启了这一悲剧。然后，某些学者私心膨胀、过分吹嘘。弗里曼医生过分简化手术流程，在受到业内人士广泛质疑的情况下，依旧四处鼓吹、推销他所改进的“冰锥疗法”。这无疑加速了悲剧的发生和扩大了悲剧的伤害范围。最后，特殊的时代背景造成了特殊的悲剧。第二次世界大战，不但在战场上吞噬了数千万的生命，在战争之外也杀人无数。要不是二战导致的大量精神疾病患者让原本条件艰苦的医疗系统不堪重负、让家庭支离破碎，额叶切除术恐怕也不会那么流行。

同样，通过回顾该技术衰退的历程，我们也能明白科学技术进步对人类的重要性。在可靠的药物被开发出之前，并没有有效的治疗方法可以治疗精神疾病。即便额叶切除手术的副作用再大，即便科学家和公众如何猛烈地抨击这项手术，都依旧会有无路可走的患者去选择这最后一个稻草。而且，这一悲剧的终结也正是科技进步的结果。同时，比较可惜的是，其实在该手术流行的期间，已经有不少学者揭示了前额叶皮层对于人类高级认知功能的重要性，并呼吁停止执行该手术。奈何，理智的声音被淹没于狂热情绪的洪流。可见，推进学术思想的交流和传播是多么重要的一件事情啊！

时至今日，额叶切除术已然被摒弃，并被作为经典案例写入了各类教材中，警醒着世人科学技术不发达可能会带来怎样的灾难。今天的我们很容易就会否定额叶切除术，并且调侃将科学桂冠颁发给发明该技术的莫尼斯是诺贝尔奖的“黑历史”。但我们也需要谨记，当前的美好生活是建立在很多过往科技发展的“黑历史”基础上的。而且，我们现在能有这种调侃的觉悟和资本，也正是科学技术进步的结果。

参考资料：

1. Miller, B.L. and J.L. Cummings, The human frontal lobes: Functions and disorders. 2017: Guilford Publications.

2. Feldman, R.P. and J.T. Goodrich, Psychosurgery: a historical overview. Neurosurgery, 2001. 48(3): p. 647-659.

3. Kragh, J.V., Shock therapy in Danish psychiatry. Med Hist, 2010. 54(3): p. 341-64.

4. Swayze, V.W., 2nd, Frontal leukotomy and related psychosurgical procedures in the era before antipsychotics (1935-1954): a historical overview. Am J Psychiatry, 1995. 152(4): p.505-15.

5. Hoffman, J.L., Clinical observations concerning schizophrenic patients treated by prefrontal leukotomy. New England Journal of Medicine, 1949. 241(6): p. 233-236.

6. Rowland, L.P., Walter Freeman's psychosurgery and biological psychiatry: a cautionary tale. 2005, LWW.

7. Jacobsen, C.F. and H.W. Nissen, Studies of cerebral function in primates. IV. The effects of frontal lobe lesions on the delayed alternation habit in monkeys. Journal of Comparative Psychology, 1937. 23(1): p. 101.

8. Kisker, G.W., Neuropathological and psychopathological implications of bilateral prefrontal lobotomy. The Journal of Nervous and Mental Disease, 1944. 99(1): p. 1-21.

9. Ögren, K. and M. Sandlund, Psychosurgery in Sweden 1944–1964. Journal of the History of the Neurosciences, 2005. 14(4): p. 353-367.

10. Berridge, C.W. and A.F. Arnsten, Catecholamine mechanisms in the prefrontal cortex: proven strategies for enhancing higher cognitive function. Current Opinion in Behavioral Sciences, 2015. 4: p. 33-40.

11. Freedman, R., Schizophrenia. N Engl J Med, 2003. 349(18): p. 1738-49.

12. https://www.guokr.com/article/439324/

13. http://blog.sciencenet.cn/blog-262915-247053.html

14.https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1949/moniz-article.html

15. http://www.cerebromente.org.br/n02/historia/lobotomy.htm

16. https://alchetron.com/Walter-Jackson-Freeman-II-1301901-W