在头上开个“脑洞”会发什么事情？_风闻

文章来源 | biokiwi（ID：biokiwi）

作者| 无奶树

本文关键词 | 脑洞 菲尼斯盖奇 前额叶 情绪 神经外科

提到**“脑洞”**，相信大多数人肯定和“丰富的想象力或者创造力”联系在一起。

但如果说真的在脑袋上开个洞，那第一反应肯定是——

“这脑袋上开个洞肯定没命了吧？？？”

最近有一部叫做**《异度侵入 ID:INVADED》**的动漫，里面的连续杀人犯就给自己和被害者脑袋上都开个洞，嗯，物理意义上的脑洞。

这位被观众称为**“洞哥”**的角色，对自己的脑洞有一种非常“美好”的表述：

截图自《异度侵入》第2集，洞哥指的地方就是自己用电钻钻开的一个贯通的脑洞（害怕.jpg）

他提到被开了脑洞的人并不会立刻死亡，动漫里很多的角色在及时的治疗后还能活下来。

而在后面也有出现带有脑洞的嫌疑人做出了奇怪的举动（这里不剧透了hhh），被女主角认为是由于头部的损伤导致的情感损伤。

截图自《异度侵入》第五集，此时的女主头上也……（闭嘴不要剧透了）

而在后面最新更新的剧情来推测，这个脑洞可能还起到了非常关键的作用（不能再剧透了！）。

咳咳，我们是个科普公众号，所以这些只是个引子（不，其实是安利）。

抛开这部动漫精彩的剧情，在看的时候想必不少观众和我有一样的疑问：这脑袋上开了个洞真的没事吗？如果没事，这个洞除了能让大脑通风之外，还有什么影响吗？

回答这个问题，我们可能要从172年前的那场意外事故说起。

一场“不可能发生”的意外

1842年9月13日下午四点，在美国佛蒙特州铁路建设工地上，一位叫做**菲尼斯·盖奇****（Phineas P. Gage）**的25岁年轻工头，正在指挥工人们有序地进行岩石爆破工程。

此时的他还不知道，半小时后他的人生即将改变；

也不知道自己的头骨在死后，会被放在哈佛医学院的展览柜上；

更不知道自己将在神经科学史上留下浓墨重彩的一笔。

当时的那段铁路（图源：Wikipedia）

四点半，盖奇开始准备炸开面前的这块岩石。

他往已经钻好的孔洞里依次塞进炸药粉末和粘土等惰性材料，拿起手上那根长度大约1.1米，直径32毫米的铁棍开始捣弄。

被老板称为**“最精明能干的工头”**的盖奇，对于手头的工作已经轻车熟路。此时他看到隔壁的手下好像有什么小动作，张嘴准备喊话，嘴巴不经意间正对着手头的铁棍——

“Boom！”炸弹爆炸。

铁棍，从嘴里直接插穿了他的脑袋，高高飞起，落在了地上。

事后负责治疗的哈洛医生画的示意图（图源：John M Harlow）

但是，他没有死亡。

盖奇抽搐了几分钟，就可以开口说话了。在同伴的帮助下，他坐着牛车回到了1.2公里外的住处。

半小时后，当地的医生威廉姆斯来到旅馆，看到了可能是医学史上最魔幻的一幕：

盖奇坐在下榻的旅馆门口，看到医生到来后向医生问好，并开始描述自己的情况；在医生检查伤口的时候还在和旁人描述当时的事情；并对医生坚持说，铁棍真的从自己的脑袋穿了过去……

想象一下，这个在滔滔不绝的人脑袋上还有一个“像漏斗”一样的大洞，你可能就能理解医生的震惊。

而后到来的哈洛医生（Dr. J. M. Harlow），看到已经躺在床上的盖奇，虽然严重出血，但是却能认出医生，并和他说：“我的病不严重吧？”

在医生包扎好伤口后，他甚至还和医生表示：自己过几天就可以去上班。

当然事情没那么顺利，但也不算很糟。

几天后盖奇头部的血止住了，但之后脑部出现了真菌感染，使盖奇又去鬼门关边上晃了晃。

总共经过了不到两个月的治疗，11月初的时候，盖奇已经可以在大街上晃荡了（虽然是别人拦不住他自己跑出去了）。第二年头骨基本愈合，算是恢复正常了。

这仿佛就是个奇迹，给当时的医学界带来了极大的震撼。

哈佛大学的比奇洛教授（Prof. H. J. Bigelow）表示**“这个病例最大的特征就是它的不可能”**。

那位名叫盖奇的奇男子。

在他出事之后的十二年，他手上的那根铁棍一直陪伴左右，上面还印有他的名字；而其实盖奇没有留下什么照片，这张照片还是2008年才被发现是盖奇——原来他没有变成传闻中的流浪汉，还长的蛮帅的。（图源：Wikipedia）

对于盖奇为什么会活下来，负责治疗的哈洛医生提了四点可能：

他坚强的体格、意志和耐力；

铁棍的形状比较圆钝光滑，没有给他造成长时间的脑震荡或者压迫；

铁棍导致的开口使得感染能被排除；

被伤害的大脑区域决定的。

事故后的盖奇似乎没有留下什么后遗症，他能和常人一样正常地走路、呼吸，智力也很正常，能正常地和别人沟通交流，也没有失忆什么的。

但是他的老板和朋友们发现，事故前那个“精明能干的工头”，现在性格大变：受伤前他表现得非常聪明能干，会尊重别人，是个很好相处的人；但受伤之后他变得不尊重人、固执且多变、不耐烦、有“动物情怀”，甚至有报告说他非常粗鲁。盖奇也因此失去了手头的工作。

他的朋友们说，盖奇再也不是盖奇了（“no longer Gage”）。

后来的十二年，盖奇先是四处游历，而后又离开美国去了智利，在那当了七年的马车车夫，最终因癫痫发作去世。

但是这个“盖奇不再是盖奇”的结论，却在众口相传中流转了上百年。

持续百年的传闻是真是假

这个事件发生的同时，正是人们关于大脑思维最原始的争论进行的时候——到底是什么决定了我们的情感、意识、思维？

18世纪末，一位德国医生提出，我们脑袋的形状决定了我们是个什么样的人——我们只要测量头颅的形状和大小，就能预测这个人的品格。这个学说叫做**“颅相学”**。

用我们现在的想法来看，这显然是无稽之谈，毕竟我们现在也没人会去测量头颅来判断你是个好人还是坏人，而我们现在也知道是头颅里复杂的大脑****，才决定了我们的感觉、思维、意识和行为。

但是在19世纪这个学说一直存在，甚至到了20世纪还有复兴的趋势，原因之一是用这个方法可以很“科学”地鉴定人种的差异（比如1930年代卢旺达就曾经借助颅相学判别种族的好坏）。

1848年的美国颅相学期刊封面，看起来这个颅相的描述非常有想象力（图源：Wikipedia）

其实当时负责治疗的哈洛医生，就对颅相学比较认同：他们认为盖奇负责“仁爱”的一部分被铁棍撞没了，所以才会有之前的情绪变化。

当时的科学还没有对大脑有一个比较清晰的认识，只有类似颅相学这样的各种假设与学说。盖奇的例子被各种学说拿来引用，自圆其说地解释为什么“盖奇不是盖奇”。

于是当初哈洛医生关于盖奇简单的不到200词的描述，在科学家、媒体、公众一传十、十传百之下，就变了味道：

盖奇最初的形象必然是一个充满正义、伟大的正人君子，而事故之后的盖奇有了千奇百怪的变化——精神病、像个白痴、暴力、衣冠不整、像个流浪汉、虐待妻儿等等（Wikipedia词条归纳），甚至有人传闻他脑袋上顶着那根铁棍，行走天下20年。

突然想了想，回看当下疫情四起的谣言，不管哪个时期，三人成虎这种事真的很常见呢。

直到二十世纪70年代，一位叫**马尔科姆·麦克米伦（Malcolm Macmillan）**的心理学家和历史学家开始为盖奇还原真相，当我们追寻到哈洛医生最初的记载，才算是得到了一个相对客观的第一手资料。

其实事故后的盖奇虽然性格大变，但是随着时间的流逝这种改变并非不可逆的。

他在智利的那段时期当了五到七年的马车夫，每天需要赶马车、和顾客交谈，能在这份工作上持续这么久，说明了他精神状态的问题不大。而当时在智利见过他的医生也表示盖奇表现正常。

现代对于大脑可塑性的研究似乎也印证了这一点——比如剪掉小鼠的胡须，管理这根胡须的脑区也随之消失了，而当胡须长回来的时候，对应的脑区又重新出现。

看来所谓“盖奇不是盖奇”，应该只是暂时的。

可能是盖奇驾驶的马车型号（图源：Wikipedia）

不过现在很多科普，甚至是科学会拿盖奇举例，往往只是描述到了性格大变那里，就截然而止了。

该怎么看待这个问题，就交给诸位读者来判断了。

科学家能解答什么

科学的进步也在推动脑科学的发展，科学家们认识到大脑有着明确的分区和分工（这关于大脑语言区的发现，这个故事我们曾经讲过，可以点击文末图片回顾一下）。

而大脑前额叶（也就是盖奇大脑被扎穿的地方）主要负责人的情感、决策等等，前额叶的大小也是人与动物不同的地方之一。

二十世纪人们还发现切割一部分，甚至半个大脑，人也仍可以正常生活。

而切除左右脑的连接处，大脑也仍然能正常运作，后来这个技术被用到了癫痫的治疗，也开创了神经外科手术（不过具体的手术内容也有很大的改变）。

时间快进到21世纪前后，回想起一百多年前的盖奇事件，科学家们觉得现在对大脑的理解可以来解释这个事件了。可惜，盖奇死后没有尸检，没有保留大脑（像爱因斯坦的大脑就得到了较好的保存）只留下一个头盖骨，这个可不好研究。

这个头骨和当时的文献还在给我们讲述着那场故事，和它给神经科学带来的启示（图源：Wikipedia）

1994年，结合当时出现的不少前额叶功能障碍的患者的性格变化，科学家开始分析盖奇的头骨。

通过X光扫描头骨并计算铁棍穿过的头骨损伤大小，再结合已知的大脑结构，研究者推测铁棍虽然是从左上颚插入的，但是不止是左脑受伤，也伤到了右脑；

而根据对前额叶相关的患者研究，表示损伤的区域主要和人类情绪、决策的产生有关，这似乎就和盖奇发生的性格变化相吻合了。

这篇研究还是当时Science杂志的封面文章，不过这篇文章关于盖奇的描述和哈洛医生有一定的出入（作者比较相信盖奇性格变化非常大，且和自己治疗的患者情况相似），因此也有不小的争议（图源：Science）

而在2004年另一项研究，对头骨进行CT扫描，并构建了头骨、大脑、血管的三维模型，重新分析后发现铁棍可能只是影响到了盖奇的****左脑。

再结合我们前面提到的关于半脑、裂脑的研究，研究者对盖奇的伤有了另一种解读——可能并没有特别严重。

再结合对血管的分析，研究者认为铁棍并没有伤及主要血管，而这也符合哈洛医生关于脉搏、止血情况的描述。

2004年关于盖奇头骨的重新扫描（图源：Ratiu P, et al.）

2012年则又有一项研究，利用核磁共振的技术扫描了110个头骨和盖奇相似的志愿者，再结合连接组学的方法，来探究盖奇的损伤程度。

所谓连接组学，就是神经细胞之间会互相连接，才能产生大脑的各种反应，比如情感、身体动作、感觉等等，而连接组学简单来说就是整个大脑的细胞连接情况。

他们发现盖奇虽然主要是伤到了左额叶，但是这个损伤包括4%的灰质（神经细胞）和11%的白质（细胞连接），这就意味着基本上整个左额叶和其他大脑区域的连接都断掉了。

盖奇的伤口可能比我们之前知道的更加严重。

2012年结合了连接组学的模拟（图源：Van Horn J D, et al.）

百年来陆陆续续有着不少的研究，希望借助盖奇这个著名的案例，给神经科学一些参考。科学家们用着各自的方法评估，描述盖奇的大脑伤口，互相辩驳。

可惜仅靠这个头骨，再加上盖奇除了铁棍的损伤，还有真菌感染和脑出血等伤害，现在的科学家只能做出自己的猜测，难有定论。

百余年间出现了十几项的关于盖奇大脑损伤程度的研究，其结果也是众说纷纭（图源：Van Horn J D

还有人被开脑洞吗？

我们说了好久的盖奇，不妨最后再来看看，还有没有人脑袋被开过洞。

像类似盖奇这样的事件其实还有很多，1999年有人总结了过去150年发生的12起类似盖奇的“金属管开脑洞事件”，其中大部分人都存活了下来

2007年有个17岁男孩在车祸中头颅被铁管穿透，救治九年后的随访中发现他恢复正常且状态很好，这也要归功于医学的帮助。

模拟因车祸而被开脑洞的男孩（图源：Shetty S R, et al.）

而开洞其实更多还和医学相关联，从神秘的医术再到现代的神经外科，要对大脑直接操作，就不可避免地要开洞。

最早的与医学沾点边的开颅手术除了《三国》里的华佗，其实国外更多。

在14-16世纪的秘鲁，就有通过给脑袋开一个小洞，放出来一些“邪恶的”东西，以此达到某些治疗目的的做法。

而这一方法到了20世纪的欧美国家也仍然存在，甚至还一度广为流行。医生的说法是通过开孔可以治疗偏头痛，驱逐脑袋里的“魔鬼”。

后来考古学和人类学的研究发现，在原始时期好像就有这种开脑洞治疗的神奇操作。

但是这些神秘医术并没有切实的理论根据。

用电动牙医钻给自己开洞的Hugo Bart Huges，他坚信这能改善因为直立行走导致的血液流动减缓问题（图源：Wikipedia）

现代最经常被开脑洞的，是在外科手术上。

比如微创血肿清除术开个小洞，去除脑血管中的肿块，减少其对于大脑的压迫；还有去骨瓣减压术则是去除掉一部分的头骨骨瓣，以此来减轻大脑的压迫。

也有根据具体的神经疾病，如癫痫、帕金森等症状，或者是脑部肿瘤等等进行的神经外科手术，可能需要给头颅进行或大或小的切口，以进行手术治疗。

而在CT、核磁等扫描成像技术，经过专业培训的外科医生，以及越来越规范的手术流程的帮助下，这类手术的安全性也相对得到了保障，不过仍然会存在细菌感染等并发症。

马尔科姆·麦克米伦认为，盖奇事件百年的历史，是“关于一个民间小故事如何轻易演变成流行的科学神话的大故事。”

从意外事故、神秘医术再到脑科学、神经外科的逐步发展，脑洞可能在这其中还是发挥了举足轻重的作用的。

你觉得呢？

（我觉得异度侵入很好看，安利给在家的大家）

参考资料

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·盖奇：揭秘神经科学史上最有名的病人. 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, 只用半个脑子照样活得很好. https://m.guokr.com/article/12706

Damasio H, Grabowski T, Frank R, et al. The return of Phineas Gage: clues about the brain from the skull of a famous patient[J]. Science, 1994, 264(5162): 1102-1105.

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.

Van Horn J D, Irimia A, Torgerson C M, et al. Mapping connectivity damage in the case of Phineas Gage[J]. PloS one, 2012, 7(5).

Stone J L. Transcranial brain injuries caused by metal rods or pipes over the past 150 years[J]. Journal of the History of the Neurosciences, 1999, 8(3): 227-234.

Shetty S R, Wadhwa S, Ganigi P M, et al. Phineas Gage Revisited: An “Indian Crowbar Case”[J]. Journal of Neurological Surgery Part B: Skull Base, 2017, 78(S 01): P028.

Maria Cohut Ph.D. Curiosities of medical history: Trepanation. https://www.medicalnewstoday.com/articles/326281

Katherine Foxhall. 颅上开孔治偏头痛的迷思是怎么流传百年的？https://m.guokr.com/article/442920

一碗萝莉面，脑洞，到底是个什么洞？果壳. https://www.guokr.com/article/440755/