推荐活动

长三角基因检测联盟
分子诊断论坛

切除部分大脑后,首个重回能力巅峰的“失忆者”

首页 » 产业 » 政策 2018-05-04 科研圈 赞(4)
分享: 
导读
这一案例研究是有史以来第一次观察到病人完全从长期失忆症中恢复,并且找回了自己手术前的艺术专业能力.




著名的亨利·莫莱森(H.M)在27岁的时候由于长期癫痫的折磨而接受了双内侧前颞叶切除术,术后的莫莱森患上了顺行型遗忘症——尽管他的工作记忆与程序记忆是完好的,但他无法运用他的外显记忆记住新事物。


相比之下,本文的主角无疑十分幸运,同样由于癫痫,在被切除了 70% 的左侧颞叶之后,爵士吉他手马蒂诺的演奏生涯却出现了奇迹 —— 他不但找回了因手术而消失的美妙演奏技巧,还向我们展示了大脑强大而又神秘的“可塑性神话”


爵士吉他手派特·马蒂诺


8 年前,当神经外科医生马塞洛·加拉尔萨(Marcelo Galarza)看到吉他手派特·马蒂诺(Pat Martino)大脑磁共振(MRI)成像的那一刻,他惊呆了。加拉尔萨医生说:“无法相信他的左颞叶被摘掉了这么多。”马蒂诺 1980 年动了脑部手术,移除了一团畸形的血管和动脉。当时,他是爵士乐界最有名的吉他手之一;然而,很少有人知道马蒂诺身患癫痫,忍受着剧烈头痛,还有抑郁症。他被锁在精神病病房里,电击疗法让他的身体一天天衰弱下去。


2007 年马蒂诺接受了第一次磁共振检查,直到最近几年,神经科学家才发表了基于他检查结果图像的研究。马蒂诺居然能从一场移除了相当一部分脑组织并导致失忆的手术中恢复过来,吉他技巧还与以前一样出色,这让医学专家们和马蒂诺的粉丝们都感到震惊。在 2014 年发布的一份《世界神经外科》(World Neurosurgery)报告中,来自西班牙穆尔西亚大学附属医院的加拉尔萨,和来自欧洲、美国的同事们一起写道:“就我们所知,这一案例研究是有史以来第一次观察到病人完全从长期失忆症中恢复,并且找回了自己手术前的艺术专业能力。


马蒂诺脑手术之前的专辑《退场》(Exit)。图源:维基共享资源


马蒂诺现年 73 岁,已经发布了 30 多张专辑。他满世界开巡回演唱会,许多爵士乐评论家和音乐人说,他的音乐比以前更欢快、更有创意了。法国蒙贝利耶大学医学中心教授、神经外科医生乌格斯·迪福(Hugues Duffau)写道:他的案例说明了大脑的神经可塑性——在生长和学习过程中,大脑用以“优化自身神经系统”的强大能力。这位吉他手的恢复过程证明大脑也可以“即兴演奏”——通过长出新的神经连接,来补偿畸形或者受伤的大脑部分,从而恢复大脑的运动、智力和情感能力。神经学家说,马蒂诺的故事讲述了音乐是如何重塑他的大脑并改变他的人生。


大脑中的“虫子”

马蒂诺在费城出生、长大,他现在也在那里居住。虽然他 10 岁就患有幻想症,经历过癫痫发作,但 20 多年来精神病学家和心理学家都误诊了他的病情。他们说他患上的是躁郁症、双相情感障碍,或者精神分裂症。直到 1980 年,马蒂诺 35 岁时,他才从 CT 扫描图像中得知,是脑动静脉畸形(arteriovenous malformation,AVM)导致了他的疾病——他左耳后方大脑内部的血管和动脉出现了不正常的纠缠现象。拯救马蒂诺的外科医生弗雷德里克·西蒙尼(Frederick Simeone)说:“(他的大脑血管)看起来和一团虫子一样。” 2009 年的纪录片《大脑迷云》(A Brain Mystery)拍摄了他的事迹。


马蒂诺可能生来就有脑动静脉畸形,导致他的左颞叶功能,尤其是储存并提取记忆的能力无法正常发展。如此,马蒂诺只能回忆 1976 年在一次表演时发病的感觉。他正在参加法国的里维拉音乐节,在山顶上露天演奏,有超过 20 万观众在现场。“我感觉大脑里有一团沉重的东西在燃烧,于是我停止了演奏,在那儿站了大概 30 秒。”马蒂诺 2011 年在自传《此时此地》中写道,“在发作的那些时候,感觉好像在黑洞中坠落。”


4 年后,他再次发病并被送进了医院,险些丢了性命。他当时的同事兼好友回忆说,“马蒂诺躺在床上,像玩具一样抽搐,身体上下摆动。” 在洛杉矶医院。医生们诊断马蒂诺患有脑动静脉畸形,而且认为它导致了脑出血。他们说他只能再活两个小时,但作为土生土长的费城人,马蒂诺希望回家进行手术。


可以清晰地看到术后马蒂诺左颞叶的大部分已经被切除。图源:discovermagazine


手术分为两个阶段:第一步,医生移除已经形成的血块。然后,他们实施脑部血管造影术,使染色剂进入大脑流动的血液中,在 X 光照射的照射下,医生就能看到哪一部分大脑必须切除。为了移除“那一团虫子”,西蒙尼医生切除了马蒂诺左颞叶的 70% 。


遗忘,然后回归

在自传中,马蒂诺写道,他在手术后感觉自己像一具僵尸。他不记得自己的名字了,不认得父母了,也不知道自己还是个音乐家。事实上,马蒂诺患上了“逆行性遗忘症”(retrograde amnesia),记不起来那次几乎致命的发病之前的事情。


对马蒂诺的音乐家父亲米奇来说,那段时间也令人沮丧。马蒂诺手术后住在费城的家里,他的父亲希望帮儿子找回失去的记忆,于是开始在家为儿子演奏爵士乐曲。马蒂诺写道:“我在楼上躺着,音乐声透过墙壁与地板传来,提醒着我应该成为怎样的人,亦或者是原来的模样,而此时此刻,对于这一切我一无所知。


马蒂诺看到一把吉他时完全提不起兴趣。他的父亲很沮丧,于是请马尔赫恩来到家里,为儿子演奏。马尔赫恩曾是马蒂诺的吉他课学生,因为总把马蒂诺要求他弹的小九度和弦弹成大七度,而经常惹马蒂诺生气。现在,马尔赫恩又用大七度弹起了马蒂诺的旧吉他练习曲。“挪开!”马蒂诺说。他抓起吉他,开始弹奏自己以前的曲子。接下来的几个月,失忆症和术后抑郁带来的痛苦和悲伤开始减轻了。


“当我继续弹奏乐器时,肌肉记忆和碎片场景涌入脑中——指板的形状,通往家里每个房间的不同的楼梯,”马蒂诺写道,“就像,只有你知道的家中秘密通道,你去秘密通道,是因为这样很开心。这就是回忆演奏技巧的方式:你记起了演奏的快乐。”手术7年后,也就是发行上一张一语成谶的专辑《退场》(Exit)10年后,马蒂诺发行了专辑《回归》(Return)。


手术前和手术后:帕特·马蒂诺用出色的表演横扫了1970年代的爵士乐界。即便现在少了很多大脑灰质,但他的演奏仍然具备无与伦比的技巧和美感。图源:Michael Ochs Archives/Andrew Lepley


神经科学家说,马蒂诺技巧的恢复揭示了大脑中记忆的秘密。在 2014 年的《世界神经外科》报告中,加拉尔萨写道,切除一个人左颞叶的 70% 后,海马区可能留下永久的损伤,医生可能会发现“病人几乎失去了全部记忆”。


加拉尔萨解释说,左颞叶“直接关系到”听觉记忆、交谈和语言理解。 2007 年进行的一系列认知测试发现,马蒂诺很难借用一些抽象、不常见的词来描述常见的单词。比如说,给他看一个软木塞开瓶器的图片,他只能说出,“这个可以用来钻……酒瓶子。”问他披头士乐队什么时候来到美国的,马蒂诺说是 1961 年到 1963 年的某个时间(他说得很接近了,是 1964 年)。但是要让他说出披头士歌曲的名字,马蒂诺一首也说不出来。


马蒂诺的案例印证了记忆有三个层次。第一个层次,语义记忆(Semantic memory),用来存储客观知识和人名、日期等信息,和颞叶有关。马蒂诺切除颞叶的事实可以解释他为什么不记得披头士乐队的歌曲了,因为手术很可能把他用来提取语义记忆的部分都切了。


第二个层次,情节记忆(Episodic memory),是一种自传式、体验式的记忆,美国心理学家威廉·詹姆斯(William James)曾经把情节记忆比作“一种直接的感觉,充满了温暖和亲密感”。马蒂诺的情节记忆也明显受到了影响,毕竟他记不得自己曾经是音乐家,忘了他的家人和朋友,也想不起来和家人朋友在一起的回忆。这种遗忘看起来令人费解,因为情节记忆由海马区和前额叶皮质掌管,手术并没有破坏这些区域。但是,英国神经心理学家保罗·布洛克斯(Paul Broks)说,马蒂诺的手术可能对存储和激活情节记忆的大脑区域产生了“非特异性影响”,而这种影响“会随着大脑在手术后的生理性适应而减轻”。


第三层,程序记忆(procedural memory),这种记忆的原理能够解释马蒂诺故事中最令人惊叹的一部分——他大脑一大部分都没了,却还能完全掌控灵巧的吉他演奏技巧。专业音乐家和运动员都说,他们意识不到自己的手指怎么能飞速划过指板或者击中一颗时速高达 160 公里的快球。这是因为,由于数年如一日的联系和重复,这些动作在他们脑中留下了极其深刻的印象,以至于动作执行者意识不到自己是怎么动的。这些“感觉运动的技巧”存储在程序记忆中,掌管它的是解剖学意义上基础神经中枢里最大的一部分,位于脊柱上方,前脑的核心,它控制着人的运动。在马蒂诺的案例中,和程序记忆有关的脑组织没有受到脑动静脉畸形和切除手术的影响。这些记忆只是睡着了,等着被主人唤醒。


马蒂诺的手术可能对存储和激活情节记忆的大脑区域产生了“非特异性影响”。


神经学家说,值得注意的是,这些嵌入的记忆,无论是偶然发生的事件还是某件事的过程,都能够被一个简单的想法或者动作解锁。三层记忆并非各居其位,而是互相关联。


林·纳德尔(Lynn Nadel)是亚利桑那大学研究记忆的心理学家,他研究了马蒂诺的认知测试结果。他表示,马蒂诺的记忆减退说明,这位吉他手没有完全从手术恢复过来。 纳德尔说:“所有的证据都表明,他还存在着明显或不明显的记忆缺失,经受过他这般伤害的人类都会有。


但是,纳德尔补充说:马蒂诺为什么能记起自己是谁,这是个“非常有趣的问题”,因为这意味着,马蒂诺在没有意识到自己曾经是爵士乐专家的情况下,再次成为了爵士乐专家。也许他能够重拾自己的身份,是因为“这些技巧,和技巧所需要的东西,深深地嵌入了他的生活中。”


一种可能的解释是,手术之后的马蒂诺通过吉他演奏技巧的程序记忆想起来了自己的身份。在演奏活动的刺激下,语义记忆和情节记忆就可能被重新唤起。加拉尔萨在《世界神经外科》报告中写道,马蒂诺剩下的大脑结构很有趣,研究认为他的左颞可以把内心的情感反应和“复杂的听觉刺激”(也就是音乐)联系在一起。吉他演奏仿佛也拨动了马蒂诺的生活之弦。


音乐与大脑

马蒂诺的案例带给脑医学界的发现,不止不同层次记忆间的互动,它还说明了音乐,尤其是器乐对大脑的影响。“音乐活动几乎与我们所知的大脑的每个部分、每个神经网络都有关。”神经科学家、音乐家丹尼尔·列维京(Daniel Levitin)在他 2006 年的《这就是你正听着音乐的大脑》书中写道。


神经学家已经证明,像马蒂诺这样的酷炫音乐技巧,需要一系列的神经活动过程串联起来:概念形成、认知、运动和执行。要做一名职业音乐家就像做一名脑力的职业健身者。“毕竟大脑就是力量。”加拉尔萨说。


一般来说,技艺娴熟的音乐家可以对声音信号与自身动作做出预测,取决于由灰质和白质组成的运动皮质、还有担任左右半脑间沟通桥梁的胼胝体,二者包含了脑中所有的神经元和将其连接在一起的神经轴突。研究表明,大脑白质中被称为弓状束的一部分连接了各个负责产生和理解声音的部分,包括额叶和颞叶,而歌手和乐器手的弓状束比普通人更大。


音乐家的大脑证明了神经科学奠基人之一圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔(Santiago Ramon y Cajal)于 1904 年写下的内容:“只要愿意,每个人都能成为自己大脑的塑造者。”2008 年的一项研究表明,不同于按照乐谱或者记忆演奏,即兴演奏会产生长远的神经重塑效果,广泛激活负责感觉运动和语言的大脑区域。神经学家对即兴演奏很感兴趣,因为它展现了大脑在进行即兴创作时的神经活动。



尤其值得注意的是,他们发现即兴演奏与做梦和冥想,涉及了相同的大脑区域,它关闭了大脑的执行功能区域和自我观察倾向。


自1980年脑手术之后,马蒂诺的吉他演奏愈发精湛。图源:NUVO.net


虽然马蒂诺没有在磁共振仪里弹过吉他,但我们可以确认的是, 50 年以来的吉他演奏大师经历增强了马蒂诺的神经可塑性。在乌格斯·迪福 2014 年的报告《爵士乐即兴演奏、创造力和大脑可塑性》中,他认为马蒂诺的语言和音乐功能区可能从他的左半脑转移到了其他部分,和通常负责处理视觉信息的内枕叶融合在一起。迪福甚至认为,“不仅在手术后,而且早在脑动静脉畸形引发的脑出血之前,马蒂诺的即兴演奏活动就开始重塑他的大脑,并且起到了复原认知功能的作用。也就是说,脑损伤的马蒂诺选择成为音乐家,可能恰恰救了自己一命。

演奏训练带来的恢复效果

实际上这句话并不像听起来那样牵强附会。2014 年《神经心理学评论》(Neuropsychology Review)的一项研究提到,“在音乐家大脑中发生的与音乐训练有关的变化,可能对他们的认知效果和神经损伤恢复有正面作用。”这项研究调查了包括马蒂诺在内的 35 名音乐家的案例。


此研究的第一作者戴安娜·欧米吉(Diana Omigie)和普朗克研究所的研究人员解释道,音乐家们多于常人的大脑灰质就像一份“灰质存款”,“这份‘存款’可能多得足以支持重新学习或者恢复大脑的音乐功能”。她还说,音乐训练“经常有利于促进大脑用来解决音乐问题,成为完成音乐任务的备份策略”,在神经受到损伤的时候,这些备份就有可能接管受伤部分的功能。


“马蒂诺能够重新培养音乐能力,一部分可能是因为这些潜伏着的大脑备份的存在,它们只需要被重新激活。”欧米吉说。


欧米吉还说,马蒂诺的大脑早在脑出血之前,或者甚至早在马蒂诺知道他血管畸形之前,就重组了自己的形态来避免受伤。“在研究中,”欧米吉说,“我们观察了患有脑损伤、脑血管瘤和慢性肿瘤的音乐家,他们恢复认知功能的可能性比其他人更大,比如中风发作于是切掉了一大块健康运转的大脑的人。原因就在于前者属于慢性发展的脑损伤,一部分脑组织可以自行重组,音乐功能区可以转移到大脑的其他部分,受损的那部分就没那么必要了。


有些神经科学家说,异常大脑所展现的神经可塑性可能会增强音乐家的创造力。“虽然创造力的神经病学基础还有待研究,但要认为马蒂诺终身患有、还很可能在长大的脑动静脉畸形,导致了他的颞叶功能被转移到颞叶之外的神经通路,这个结论十分有诱惑力。”神经学家罗伯特·布尔顿(Robert Burton)说。他是《怀疑论者的大脑指南:神经科学知道和不知道的事》的作者。


“如果作为备份的脑神经通路一开始就帮助马蒂诺提高了创造力,并且为颞叶切除术后超出预期的恢复情况打下了基础,也不算意外。”


无论是什么样的大脑机制导致了马蒂诺的重生,欧米吉和布洛克斯(为了拍纪录片和马蒂诺一起呆了几个月的神经心理学家)都认为有必要说明吉他手本身的努力和决心对术后恢复的重要作用。布洛克斯说:“相信我,这样的恢复情况不是运气好就可以有的。


(转化医学网360zhyx.com)马蒂诺的记忆也许永远存在着残缺。事实上,记忆专家纳德尔说,其他脑损伤导致的失忆症患者和马蒂诺一样说自己要活在当下,而且失去了回忆过去或者畅想未来的能力。但是医学诊断对现在的吉他手马蒂诺来说已经不重要了。


“快乐是创作活动最重要最真实的精髓,”马蒂诺说,“是一种由所有参与创作人员见证的快乐。他们看到的不是匠人,而是一个享受生活、散发光芒的人。”马蒂诺说,现在当他弹奏的时候,他几乎感觉不到手里有把吉他。在歌曲中即兴弹奏就像一场精神之旅。“大脑是个好玩的东西,”他说,大脑是一辆车的一部分,却不是目的地的一部分。列车会带你到达目的地,到达目的地的也不再是过去的你。


最后,一起欣赏一下马蒂诺术后多年的吉他演奏:




原文链接:

nautil.us/issue/58/self/brain-damage-saved-his-music-rp


(转化医学网360zhyx.com)




评论:
评 论
共有 0 条评论

    还没有人评论,赶快抢个沙发