Wilder Penfield ritade om kartan över hjärnan – genom att öppna cheferna för levande patienter

även 2018 verkar Wilder Penfields inställning till behandling av epilepsi som något ur en science fiction-film. Penfield-den berömda kanadensisk-amerikanska neurokirurgen vars 127-årsdag firas idag i en Google Doodle — banade väg för tekniken att ta bort en del av skallen medan en patient fortfarande var vaken.

Penfield utvecklade metoden, kallad ”Montreal-proceduren”, på 1930-talet. Det hjälpte honom att hitta källan till anfallet i hjärnan så att han kunde ta bort det och lindra patienter från försvagande attacker.

men hans arbete inom epilepsi ökade också vår förståelse för hjärnans arkitektur och kartlade hur dess veck och områden relaterar till känslor i kroppen.

Penfields operationer hjälpte epilepsipatienter

beskrivningar av Penfields Montreal-procedur är en udda sak att se. Patienterna håller sig lugna och vakna medan kirurgen bokstavligen elektrokuterar hjärnan.

att hålla patienterna vakna var avgörande för procedurens framgång. Ofta vid epilepsi kommer anfall från en ärrad eller skadad region i hjärnvävnaden. Hjärnkirurgens mål är att identifiera den vävnaden samtidigt som man skyddar friska delar.

med skallen öppen och hjärnan exponerad skulle Penfield undersöka hjärnans yta med en liten elektrod. Om han rörde ett område i hjärnan som relaterade till känslan i fingrarna, skulle patienter rapportera domningar i fingrarna. Prodding olika delar av hjärnan med små elektriska impulser kan få patienter att plötsligt hämta minnen, se ljusblixtar eller lukta en lukt. Elektroden skulle i huvudsak slå på eller stänga av hjärnkretsarna som är involverade i dessa känslor och uppfattningar.

personer med epilepsi får ofta ”auror” — en udda, specifik känsla (en lukt eller smak eller tanke) före ett anfall. Om Penfield hittade det område i hjärnan som producerade auraen, kunde han ta bort det, vilket då kraftigt minskade risken för anfall hos patienter.

Penfield kunde göra detta medan patienterna var vakna eftersom, ironiskt nog, hjärnan själv har inga smärtreceptorer. Och lokalbedövning gjorde det möjligt för honom att ta bort en del av skallen utan att orsaka mycket smärta.

vid behandling av epilepsi skissade Penfield en ny karta över hjärnan

Montreal-förfarandet hjälpte många att hantera de försvagande effekterna av epilepsi, men det öppnade också en helt ny väg för att förstå hur hjärnan fungerar. Eftersom de elektriska impulserna tillfälligt skulle slå på eller stänga av en funktion av hjärnan, genom att långsamt, noggrant, prodding hjärnorna hos sina patienter, kunde Penfield utveckla en karta över hjärnfunktionen.

här är ett fotografi från en Penfield — rapport från 1937-det skulle inte vara för den extremt svaga hjärtat.

varje nummer i bilden motsvarar en viss hjärnfunktion och sensation Penfield mappad. Nej. 18 motsvarar ”lätt ryckning av arm och hand som en chock och kändes som om han ville flytta dem”, enligt rapporten. Vid nr 8 kände patienten ”känsla av rörelse i tummen”, men det rörde sig inte faktiskt. Vid nr 13 kände patienten ”domningar hela högerbenet.”

detta var första gången områden som rör tal kartlades, McGill University, som anställde honom, förklarar på sin webbplats.

i vissa fall när Penfield prodded en persons hjärna, skulle de plötsligt uppleva ett detaljerat personligt minne. Detta var bland de första bevisen som tyder på att det finns fysiska strukturer för minne i hjärnan. En av Penfields patienter, när de prodded med en elektrod, svarade: ”Jag hör röster. Det är sent på kvällen, runt karnevalen någonstans — någon form av resande cirkus. Jag såg bara massor av stora vagnar som de använder för att dra djur i.”

Penfield och hans kollegor använde denna hjärnkarta för att utveckla en homunculus, en tecknad ritning av en mänsklig kropp, dimensionerad proportionellt till mängden hjärnutrymme som ägnas åt varje kroppsdel.

som homunculus visar använder vi mycket av vår hjärnkraft för fingerfärdighet (se de stora händerna), tal (se jätte läppar och tunga), lukt och syn. Och vi har inte en hel del mental hårdvara som ägnas åt våra kistor.

Penfields utforskningar av hjärnan hjälpte forskare att rikta sig mot funktionsfel som ledde till talproblem och problem med minnet. Och Montreal Neurological Institute, som Penfield grundade på McGill, blev ett främsta kirurgiskt behandlingscenter för epilepsi.

han har också gjort ett intryck på populärkulturen. Science fiction författare Philip K Dick heter en anordning för att kontrollera känslor av människor ” Penfield humör organ.”

Penfield föddes i Spokane, Washington, men gjorde det mesta av sitt banbrytande arbete på McGill i Kanada, där han firas som en nationell hjälte. År 1934 fick han kanadensiskt medborgarskap, och han blev senare känd som ”den största levande kanadensaren.”Han blev odödlig i en 60-sekunders kanadensisk tv-plats som avbildade en av hans patienter, mitt i operationen och förklarade:” jag luktar bränt rostat bröd!”under förfarandet. Därav toast i dagens Google Doodle.