Wilder Penfield herleefde de kaart van de hersenen – door het openen van de hoofden van levende patiënten

zelfs in 2018 lijkt Wilder Penfield ‘ s benadering van de behandeling van epilepsie iets uit een sciencefictionfilm. Penfield-de gevierde Canadees-Amerikaanse neurochirurg wiens 127e verjaardag vandaag wordt gevierd in een Google Doodle-pionierde de techniek van het verwijderen van een deel van de schedel terwijl een patiënt nog wakker was.Penfield ontwikkelde de methode, De “Montreal Procedure” genoemd, in de jaren 1930. Het hielp hem de bron van de aanval in de hersenen te lokaliseren, zodat hij het kon verwijderen, en patiënten kon bevrijden van slopende aanvallen.

maar zijn werk in epilepsie verhoogde ook ons begrip van de architectuur van de hersenen, door in kaart te brengen hoe de plooien en gebieden zich verhouden tot sensaties in het lichaam.

Penfield ’s operaties hielpen epilepsiepatiënten

beschrijvingen van Penfield’ s Montreal Procedure zijn een vreemde zaak om te zien. Patiënten blijven kalm en wakker terwijl de chirurg letterlijk hun hersenen elektrocuteert.

de patiënten wakker houden was cruciaal voor het succes van de procedure. Vaak bij epilepsie, epileptische aanvallen zijn afkomstig van een met littekens bedekt of beschadigd gebied van hersenweefsel. Het doel van de hersenchirurg is om dat weefsel te identificeren en tegelijkertijd gezonde delen te beschermen.Met de schedel open en de hersenen blootgelegd, zou Penfield het oppervlak van de hersenen sonderen met een kleine elektrode. Als hij een deel van de hersenen aanraakte dat verband hield met het gevoel in de vingers, zouden patiënten gevoelloosheid in hun vingers melden. Het prikken van verschillende gebieden van de hersenen met kleine elektrische impulsen kunnen ervoor zorgen dat patiënten plotseling herinneringen ophalen, lichtflitsen zien of een geur ruiken. De elektrode zou in wezen inschakelen, of uit, de hersenen circuits betrokken bij die sensaties en waarnemingen.

mensen met epilepsie krijgen vaak “aura ‘ s” — een vreemd, specifiek gevoel (een geur, smaak of gedachte) vóór een aanval. Als Penfield het gebied van de hersenen vond dat de aura produceerde, kon hij het verwijderen, wat het risico op aanvallen bij patiënten sterk verminderde.Penfield kon dit doen terwijl patiënten wakker waren omdat, ironisch genoeg, de hersenen zelf geen pijnreceptoren hebben. Door plaatselijke verdoving kon hij een deel van de schedel verwijderen zonder veel pijn te veroorzaken.Bij de behandeling van epilepsie schetste Penfield een nieuwe kaart van de hersenen

de procedure van Montreal hielp velen de slopende effecten van epilepsie aan te pakken, maar het opende ook een geheel nieuwe manier om te begrijpen hoe de hersenen werken. Omdat de elektrische impulsen tijdelijk een functie van de hersenen in-of uitschakelen, door langzaam en zorgvuldig de hersenen van zijn patiënten aan te prikken, kon Penfield een kaart van de hersenfunctie ontwikkelen.

hier is een foto uit een Penfield rapport uit 1937 — het is niet voor de extreem zwakke van hart.

elk getal in de afbeelding komt overeen met een bepaalde hersenfunctie en sensatie die Penfield in kaart heeft gebracht. Geen. 18 komt overeen met ” lichte trekkingen van arm en hand als een schok, en voelde alsof hij wilde ze bewegen,” volgens het rapport. Op nummer 8 voelde de patiënt “een gevoel van beweging in de duim”, maar het bewoog niet echt. Op nummer 13 voelde de patiënt ” gevoelloosheid op het rechterbeen.”

dit was de eerste keer dat gebieden met betrekking tot spraak in kaart werden gebracht, legt McGill University, die hem in dienst had, uit op haar website.

in sommige gevallen, wanneer Penfield iemands hersenen prikte, zouden ze plotseling een gedetailleerd persoonlijk geheugen ervaren. Dit was een van de eerste aanwijzingen dat er fysieke structuren voor het geheugen in de hersenen. Een van Penfield ‘ s patiënten, toen geprikt met een elektrode, antwoordde: “Ik hoor stemmen. Het is laat in de nacht, ergens rond het carnaval — een soort reizend circus. Ik zag veel grote wagens die ze gebruiken om dieren binnen te slepen.”

Penfield en zijn collega ‘ s gebruikten deze hersenkaart om een homunculus te ontwikkelen, een cartoontekening van een menselijk lichaam, in verhouding tot de hoeveelheid hersenruimte die aan elk lichaamsdeel wordt besteed.

zoals de homunculus laat zien, gebruiken we veel van onze hersenen voor Behendigheid (zie de enorme handen), spraak (zie de gigantische lippen en tong), geur en zicht. En we hebben niet veel mentale hardware gewijd aan onze borst.Penfield ‘ s verkenningen van de hersenen hielpen wetenschappers de storingen die leidden tot spraakstoornissen en problemen met het geheugen aan te pakken. En het Montreal Neurological Institute, dat Penfield mede oprichtte in McGill, werd een van de belangrijkste chirurgische behandelingscentra voor epilepsie.

hij maakte ook indruk op de populaire cultuur. Sciencefiction auteur Philip K Dick noemde een apparaat om emoties van mensen te controleren de ” Penfield mood organ.”

Penfield werd geboren in Spokane, Washington, maar deed het grootste deel van zijn baanbrekende werk bij McGill in Canada, waar hij wordt gevierd als een nationale held. In 1934 kreeg hij de Canadese nationaliteit en later werd hij bekend als “the greatest living Canadian”.”Hij werd vereeuwigd in een 60-seconden Canadese tv-spot die een van zijn patiënten afgebeeld, mid-surgery, verklaren,” I smell burnt toast!”tijdens de procedure. Vandaar de toast in de huidige Google Doodle.