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脑科学史话|Broca区

2023-10-20 00:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

‍□ 撰文丨西茶(武汉大学 神经病学硕士)

□ 责编丨阿玉

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脑科学史话|Broca区——混战中撕出的真理

哈喽,大家好,这里是脑人言,今天要给大家讲一个神经科学史上著名的“撕逼”事件——大名鼎鼎的Broca区。时间来到19世纪初期,那时候医学刚被认定为“科学”,解剖学正处于蓬勃发展期,通过解剖,人们已经搞清楚了心脏、肺、大脑等器官的大体结构,但是对于一些小的细节还尚不了解。 那个时代,在医学领域引领时尚潮流的莫过于法国。当年法国的医生被允许在大型公立医院开展各种研究。也因此,法国巴黎成为医学工作者的朝圣之地,大量有志之士涌入巴黎学习医学知识。 然而,当时最流行的学说——颅相学,却是由一位德国医生加尔(Franz Josef Gall)创立的。巴黎学派的“土著”们自然非常不满,不少人都对该学说表示反对。弗洛伦斯(Marie Jean Pierre Flourens)就是对他批判最狠、最毒舌的人之一。 故事,就从这俩人的论战开始。

 图注:加尔(左)和弗洛伦斯(右)  图源:维基百科

先说加尔的颅相学。加尔认为,头盖骨的外部结构与大脑结构对应,而大脑的不同部位则又对应了不同的心理,比如“多情”“野心”“贪心”等。因此,他认为通过观察人的头盖骨形状可以判断这个人的性格。基于这个理论,他沉迷于测量各种人的头盖骨。

 图注:颅相学图表         图源: https://www.wikiwand.com/en/Phrenology

而弗洛伦斯则是一个坚定的实验论者,他通过去掉禽鸟类大脑的某一块区域来研究大脑功能,并发现小脑是控制平衡的,延髓是生命中枢。大脑皮层是一个整体,是无法分区的。基于此,他反驳了加尔的颅相学分区理论,还吐槽说,这个学说的流行让大家都很担心自己死后,头盖骨会被加尔拿去做研究。 颅相学虽然是伪科学,但功能分区的概念符合科学事实。弗洛伦斯的实验方法没错,但只用低级动物(鸽子、母鸡、鸭子)是无法研究出大脑皮层功能的。这俩人争辩了许多年未能争出输赢。 随着颅相学的落寞,加尔和弗洛伦斯也逐渐从历史的舞台退场,但颅相学的影响却依然存在。深受其害的是加尔的学生,博利劳德(Jean-Baptiste Bouillaud)。 作为加尔的粉丝,博利劳德能更客观地看待颅相学。他认可加尔的分区理论,也同时认可弗洛伦斯的实验方法。他对大脑到底哪个位置控制语言十分感兴趣。早在1825年,他就在尝试论证语言能力存在于大脑的额叶。

图注:讽刺颅相学的漫画      图源:Finger S. Oxford University Press, USA, 2001.

但是,其他医生报道的临床观察与他的假设并不相符。按照他的假设,有额叶病变的患者就都会出现语言功能障碍。但临床观察中,并不是所有额叶病变者都出现了语言障碍。这就尴尬了,博利劳德没法解释这种现象,被疯狂diss,甚至他的论文也被指控为学术欺诈。 当然,现在我们知道,其实博利劳德已经十分接近真相了,语言区往往存在于优势半脑的额叶,如果观察时能注意区分下左右脑,说不定博利劳德就能挖出真相。 幸好,博利劳德是个非常刚的汉子,尽管很多人骂他,他依然坚持语言区域在额叶,还拉上自己的女婿奥贝尔廷(Simon Alexandre Ernest Aubertin)共同战斗。

 图注:“不服来战”的博利劳德    图源:维基百科          

一次意外的围观

1861年,在法国皇家科学院(Académie Nationalede Médecine)举办的一场辩论会中,为了证明自己理论的正确,奥贝尔廷向大家报告了一个病例: 这位患者原本打算用手枪自杀,被抢救过来后切掉了额骨,大脑额叶暴露在外面。出于好奇,奥贝尔廷轻轻压住大脑额叶的某个位置,结果发现患者突然就不能说话了,但意识还是清醒的,而如果把手缩回去,患者又能重新说话了。 这可真是个大发现! 当时我们的主角,保罗·布洛卡(Paul Broca)就坐在观众席上,一下子就被这个病例吸引了。会后他立马联系奥贝尔廷,表示对他的临床发现很感兴趣,想要一起研究这个方向。

图注:现在的法国皇家科学院    图源:http://www.fam.fr/en/academy-of-medicine/

布洛卡可以说生下来就是注定的主角命。他父亲是为拿破仑看病的外科医生,母亲则是受过良好教育的传教士的女儿,在那个时代也算是出身于书香门第了。 而他也十分争气,16岁就本科毕业进入巴黎医学院学医。20岁毕业后,先后在泌尿科、皮肤科、精神科和外科实习,而且带他的都是当时有头有脸的大导师。轮转了一圈后,布洛卡决定留在外科当个小助手。随后在25岁就拿到了医学博士学位,而且加入了当时的巴黎解剖学会(当时外科、解剖不分家)。 学会是个思维迸发的地方,定期把医生们聚集在一起,互相汇报自己的最新研究发现。作为学会新成员的布洛卡,当然会积极展现自己的才能,来吸引业界大佬们的注意。 在入会的前几年,他贡献了非常多的医学大发现。比如,他证明了佝偻病是由于缺乏营养引起的、马蹄内翻足是一种出生缺陷等等,甚至还通过解剖帮布朗·塞加尔(Charles-Édouard Brown-Séquard,第一个描述脊髓半切综合征的人)发现脊髓的交叉原理。 紧接着,29岁的他因为一篇出色的文章评上了副教授,没几天就被聘为正式的外科医生,成为导师最引以为傲的学生。可以说,当年的他就相当于现在的“杰青”或“长江学者”了。 而且,跟博利劳德的低情商不同,布洛卡热情慷慨,有很多粉丝,从不树敌。加上解剖学背景的加持,布洛卡来接手这个棘手的辩论真是再合适不过了。

 图注:好人缘的布洛卡     图源:维基百科

Broca区的发现

很快,他找到了一位51岁的患者。这位患者偏瘫、失语,每次只能发出一个音节“Tan”。虽然可以改变语调,但是无法再发出更多的音节了,因此大家都叫他“Tan先生”。Tan先生没多久就去世了,布洛卡为他做了解剖,发现Tan先生左侧额叶表面有病变。

 图注:布洛卡报道的病例      图源:维基百科

布洛卡向解剖学会汇报了这个病例,并提交了解剖学证据。几个月后,他又遇到了一位患者,当时这位84岁的患者已经中风有1年了,也同样存在语言障碍,只能发出五个音节,分别代表“是(oui)”、“否(non)”、“三”(tois,trois的错误发音)、“一直(toujours)”和自己的名字(Lelo,错误发音)。这位患者死后,布洛卡对他也进行了解剖,发现他跟Tan先生有着大致相同的病变区域。 他再次向解剖学会报道了这个病例,并提出语言区域应当位于额叶的第三个褶皱处。该位置也以他的名字命名,被称为“Broca区”。该脑区的病变引起的失语症,也被称为“Broca失语症”。 至此,三代人关于脑功能区的辩论以布洛卡方胜利告终。 在随后的4年里,布洛卡陆续发现大部分的失语症患者都是大脑左侧受损,他详细地记录了病例,不断验证自己的理论。并且,还将前两位患者的大脑完整地保存了下来,放在巴黎博物馆里留给后人做研究。

图注:A、B:Tan先生的大脑及病变部位局部特写;C、D:布洛卡的第二位患者的大脑及局部特写。图源:Dronkers N F, Plaisant O, Iba-Zizen M T, et al. Brain, 2007, 130(5): 1432-1441.

回顾这场19世纪跨越3代人的撕逼大战,由加尔和弗洛伦斯的论战,到博利劳德的继承与局限,再到奥贝尔廷的病例发现,直到布洛卡的最终胜利。最可惜的当属博利劳德,如果当时他能亲自给病人做解剖,亲自观察患者大脑,未必得不出同样的结论。这个故事告诉我们,求人不如求己,学好解剖真的是重中之重啊!

参考文献

[1] Roy Porter 著. 剑桥医学史[M]. 张大庆 译. 吉林人民出版社, 2000.[2] Finger S. Origins of neuroscience: a history of explorations into brain function[M]. Oxford University Press, USA, 2001.[3] LaPointe L L. Paul Broca and the origins of language in the brain[M]. Plural Publishing, 2012.[4] Dronkers N F, Plaisant O, Iba-Zizen M T, et al. Paul Broca's historic cases: high resolution MR imaging of the brains of Leborgne and Lelong[J]. Brain, 2007, 130(5): 1432-1441.[5] http://www.whonamedit.com/doctor.cfm/1982.html[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Paul_Broca[7] https://en.wikipedia.org/wiki/Franz_Joseph_Gall[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Jean_Pierre_Flourens[9] https://en.wikipedia.org/wiki/Jean-Baptiste_Bouillaud[10] Finger S. Minds behind the brain: A history of the pioneers and their discoveries[M]. Oxford University Press, 2000.



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