Phineas Gage – mężczyzna z czaszką przebitą przez pręt zrewolucjonizował naukę o mózgu

Dziś wiadomo, że obszar mózgu zwany korą przedczołową jest odpowiedzialny za planowanie działań oraz przewidywanie ich konsekwencji. Jednocześnie stanowi swego rodzaju „bezpiecznik”, hamujący impulsywne zachowania mające źródło w odpowiadających za podstawowe funkcje organizmu podwzgórzu i układzie limbicznym. Ale nie zawsze było to takie oczywiste.

fot.OpenStax College – Anatomy & Physiology, Connexions Web/CC BY 3.0

Phineas Gage pozuje z prętem, który przebił mu czaszkę

By dojść do wniosku, że mózg w ogóle bierze udział w kształtowaniu osobowości, a jego uszkodzenie może wpłynąć na zachowania właściciela, naukowcy musieli najpierw zobaczyć przykład in vivo. I choć podobne przypadki bywały już wcześniej opisywane (nawet w tekstach starożytnych), to dopiero w XIX wieku zdarzył się odpowiednio udokumentowany medyczny cud, który naprowadził naukę na właściwe tory. Joseph Le Doux w swojej najnowszej książce Historii naszej świadomości pisze:

Chociaż kora mózgu jest częścią naszego wspólnego dziedzictwa jako ssaków, jej ludzka wersja posiada unikalne cechy, które odróżniają ją od analogicznych struktur u innych ssaków, w tym małp człekokształtnych i reszty naczelnych. Analizując ją, możemy lepiej zrozumieć wyjątkowe zdolności poznawcze człowieka. Obszarem korowym, który wyróżnia się najbardziej, są okolice przedczołowe. Obszar ten po raz pierwszy zyskał rozgłos dzięki przypadkowi Phineasa Gage’a.

fot.Henry Jacob Bigelow /domena publiczna

Pręt przebił czaszkę na wylot i uszkodził mózg. To cud, że mężczyzna ocalał

Co takiego sprawiło, że akurat ten wypadek miał tak duży wpływ na wiedzę i sposób, w jaki nauka postrzega korę przedczołową?

Pechowa trzynastka

13 września 1848 roku okazał się dla Phineasa Gage’a wyjątkowo pechowy. Mężczyzna pracował jako brygadzista przy układaniu torów kolejowych niedaleko Cavendish (Vermont, USA). Do usuwania skał wykorzystywano tam ładunki prochu umieszczane w specjalnie nawierconych otworach. Przed podpaleniem materiał wybuchowy przysypywano piaskiem, gliną lub innym materiałem i ubijano specjalnym prętem.

Zgodnie ze sztuką z zabezpieczonej dziury w skale powinien wystawać jedynie lont… Tym razem jednak musiało być inaczej. Prawdopodobnie Gage zapomniał przysypać ładunek prochu. Dlaczego – tego nie dowiemy się już nigdy. Wiadomo natomiast, jak tragiczne były skutki jego pomyłki.

Brygadzista właśnie odwracał się w stronę innych pracowników, kiedy doszło do niespodziewanego wybuchu. Spekuluje się, że spowodowała go iskra wywołana przez tarcie pręta o skałę. Ubijak – kawał metalu o średnicy 32 milimetrów i masie około 6 kilogramów – wystrzelił niczym pocisk z otworu strzałowego, przebijając czaszkę Gage’a na wylot, a następnie przeleciał jeszcze parędziesiąt metrów.

Tekst powstał w oparciu o książkę Josepha LeDoux „Historia naszej świadomości’, która ukazała się właśnie nakładem wydawnictwa Copernicus Center Press.

Przychodzi do lekarza facet z dziurą w głowie

Stwierdzenie, że Gage miał szczęście, byłoby znacznym niedopowiedzeniem. Prawdopodobnie był jednym z największych szczęściarzy na świecie. Typowy ubijak wykorzystywany do pracy przy rozbijaniu skał miał zakrzywienie (podobnie jak łom). Ale „model” używany przez brygadzistę był wyjątkowy: prosty, wykonany na specjalne zamówienie u pobliskiego kowala. Dzięki temu po trafieniu powstał jedynie otwór w czaszce mężczyzny, a większa część jego głowy pozostała nienaruszona.

Phineas Gage oprzytomniał po krótkiej chwili i – z niewielką pomocą – przeszedł do wózka kolejowego, którym przetransportowano go do pobliskiego miasteczka. Po około 30 minutach spotkał się z lekarzem, Edwardem H. Williamsem. Medyk był w szoku, kiedy człowiek z dziurą w głowie zrelacjonował mu przebieg swojego wypadku. Następnie zwymiotował, a gdy się pochylił, z otworu na szczycie głowy wypadło (zgodnie z notatkami Williamsa) „około pół filiżanki tkanki mózgowej”. Z relacji lekarza wynika, że mimo straszliwych obrażeń i poważnego krwotoku Gage pozostawał przytomny i heroicznie znosił cierpienie.

Pacjenta wkrótce przejął doktor John Martyn Harlow. Ogolił okolice rany wylotowej, usunął resztki zakrzepłej krwi, fragmenty kości i oderwanego mózgu, a następnie zakleił ranę dwoma pasami, zostawiając otwór do drenowania. Później przyłożył do głowy Gage’a wilgotny kompres, założył czepek i na koniec bandaż dla ustablilizowania opatrunku. Polecił, by mężczyzna w okresie rekonwalescencji starał się trzymać głowę uniesioną nad resztą ciała.

fot.J.B.S. Jackson/domena publiczna

Czaszka Gage’a z widocznym otworem zrobionym przez pręt.

Brygadzista dochodził do siebie powoli i z licznymi epizodami. Czasem wpadał w stan podobny do delirium, zdarzało mu się nie rozpoznawać bliskich osób. Po 10 tygodniach wrócił do rodziny w Lebanon. W lutym kolejnego roku zaczął wykonywać proste prace w gospodarstwie.

Nie mogąc wrócić na budowę kolei, spędził nieco czasu jako „żywy eksponat” muzeum Barnuma w Nowym Jorku, a później zatrudnił się jako kierowca sześciokonnego dyliżansu w Chile na trasie Valparaiso – Santiago. W 1859 roku zaczął chorować; nękały go ataki epilepsji, przez które musiał znów przerwać pracę. Próbował podejmować kolejne, ale nigdzie nie utrzymał się długo. W końcu wrócił do rodzinnego domu, gdzie zmarł 21 maja 1860 roku podczas kolejnego ataku.

Taki sam, ale inny

Określić, jak bardzo i w czym konkretnie zmieniła się osobowość Phineasa Gage’a, jest dziś bardzo trudno – głównie ze względu na to, że zachowało się niewiele materiałów świadczących o tym, jakim człowiekiem był przed wypadkiem. Wiadomo natomiast, iż pręt przelatujący przez jego głowę pozostawił po sobie trwały ślad. „W wyniku tego wypadku zdolności Gage’a do rozumowania i podejmowania decyzji uległy znacznemu upośledzeniu” – pisze w Historii naszej świadomości Joseph Le Doux.

Z nielicznych informacji na temat Gage’a sprzed pechowego dnia wynika, że był człowiekiem pracowitym, odpowiedzialnym i lubianym przez współpracowników. Tymczasem jak wynika z opisów sporządzonych przez doktora Harlowa, po wypadku były brygadzista stał się z pozoru zupełnie inną osobą – tak jakby balans pomiędzy jego intelektem a prymitywnymi popędami i odruchami został zachwiany…

W miejscu rozsądnego, trzeźwo myślącego mężczyzny, który konsekwentnie realizował swoje plany pojawił się inny, co rusz tworzący nowe wizje przyszłości, ale impulsywny i niewprowadzający ich nigdy w życie. Zmienił się do tego stopnia, że niektórzy z jego znajomych i bliskich przestali uważać go za tę samą osobę.

fot.Jack and Beverly Wilgus/CC BY-SA 3.0

Dagerotyp przedstawiający Gage’a po wypadku

Co jeszcze bardziej interesujące, późniejsze opisy Gage’a – na przykład pochodzące z 1860 roku sprawozdanie na jego temat, sporządzone przez pewnego amerykańskiego lekarza na podstawie obserwacji z lat 1858–59 – rysowały już zupełnie inny obraz jego osoby, niż wczesne relacje Harlowa. Zupełnie tak, jakby Gage odzyskał część utraconych zdolności społecznych. Dodatkowo, podjęta przez niego praca kierowcy dyliżansu wymagała nie tylko dobrej koordynacji ruchowej (samodzielnie prowadził zaprzęg sześciu koni!) ale również utrzymania przyjaznych kontaktów z klientami!

Cud czy rutyna?

Przypadek Phineasa Gage’a udowodnił nie tylko, że kora przedczołowa odpowiada za konkretne funkcje myślowe, ale również, że jej uszkodzenia mogą się z czasem zregenerować. W Historii naszej świadomości Joseph LeDoux referuje:

Później, już w XX wieku, rosyjski psycholog Aleksander Łuria na podstawie obserwacji zachowania weteranów II wojny światowej z urazami głowy potwierdził, że uszkodzenia okolic przedczołowych prowadzą do deficytów w zakresie uwagi, myślenia i planowania.

Wraz z nastaniem rewolucji poznawczej ten zakres zdolności umysłowych powiązano z pamięcią roboczą. I rzeczywiście, studia nad pamięcią roboczą u ludzi i małp wskazywały na udział kory przedczołowej w scalaniu informacji, krótkotrwałym przechowywaniu reprezentacji i ich wykorzystywaniu w kontroli myślenia i działania.

Jest bardzo prawdopodobne, że bezustanne starania Gage’a o aktywne życie i pracę bardzo pomogły w odzyskaniu utraconych zdolności. Jako kierowca dyliżansu pacjent wykonywał powtarzalne, wymagające umiarkowanego skupienia i stopniowo rozszerzane o nowe zadania prace (podobnie leczy się analogiczne obrażenia dziś).

Phineas codziennie rano szykował się i dbał o higienę, następnie doglądał koni – karmił i zapinał w uprząż – przybywał w miejsce odbioru o wyznaczonej godzinie, ładował bagaże i konwersował z pasażerami. Być może stosował też sposoby wykorzystywane współcześnie, jak na przykład wizualizowanie w myślach listy czynności do wykonania. Dodatkowo praca kierowcy dyliżansu na trasie mierzącej około 160 kilometrów wymagała planowania – zarówno całej, 13-godzinnej drogi, jak i każdego zakrętu: sześciokonny zaprzęg niełatwo prowadzić!

Historię Phineasa Gage’a z czasem otoczył wianuszek zmyślonych i wyolbrzymionych informacji. Wielu autorów przypisywało mu cechy, których faktycznie nigdy nie przejawiał, jak na przykład nabytą skłonność do hazardu czy przemocy. Dodatkowo, w ostatnich miesiącach życia nasilające się ataki epilepsji mogły wydawać się postronnym obserwatorom powrotem do przykrego dla otoczenia stanu zaraz po wypadku.

W środowisku medycznym historia brygadzisty stała się szybko miarą porównawczą, ponieważ był to wówczas jedyny dobrze udokumentowany przypadek uszkodzenia mózgu żywego pacjenta, a zarazem – jeden z pierwszych udokumentowanych przypadków dowodzących relacji między korą przedczołową i osobowością człowieka.

Źródło:

Tekst powstał w oparciu o najnowszą książkę Josepha LeDoux, Historia naszej świadomości, która ukazała się właśnie nakładem wydawnictwa Copernicus Center Press.