神经科学的奠基性实验之一并非在诺贝尔奖得主的实验室中进行，而是发生在 1848 年的铁路货场，当时一次意外爆炸将一根捣棒穿过了 25 岁的菲尼亚斯·盖奇的前额。盖奇幸存了下来，但研究他病史的人详细描述了事故导致的明显性格变化。他从性格温和变得冲动且口出秽言。这个案例很可能是最早的——也是最著名的——使用“病灶”来关联受损脑区与其功能的案例。在随后的几十年里，研究大脑就是研究病灶。病灶案例为那个时代的大部分大脑知识提供了基础。
人们可能会认为，拥有大量实验技术的现代神经科学不再需要像盖奇那样的病灶来解析大脑的内在运作。然而，病灶研究似乎正在复兴。一种名为病灶网络 mapping 的新方法正在清除病灶研究上的灰尘，并将其与现代大脑连接数据结合起来。研究结果揭示了脑区和疾病之间令人惊讶的关联。
值得庆幸的是，大多数病灶并不是捣棒穿过前额造成的。中风、出血或肿瘤构成了大多数病灶案例。19 世纪的神经学家，如保罗·布罗卡，通过研究因这些常见的神经损伤而出现特殊症状的患者，做出了奠基性的发现。布罗卡和他的同代人从病灶中综合出一个大脑理论：大脑是分区的。不同的区域控制不同的功能。病灶研究为大脑提供了一种律师式的逻辑：如果区域 X 被破坏，功能 Y 不再发生，那么区域 X 必须控制功能 Y。
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然而，这种逻辑有点误导性。没有哪个单独的脑区可以真正控制任何功能。现代大脑的观点是，单个功能依赖于相互连接的脑区网络协同工作。因此，现代神经科学将个别病灶案例视为不完善的、不受控制的自然实验，这些实验不一定说明网络如何控制大脑功能。当研究人员汇集或荟萃分析病灶数据时，这一点变得显而易见。当查看所有已发表的关于特定疾病（如帕金森综合征）的病灶案例时，研究人员发现导致这种情况的病灶并非仅在一个区域发生。似乎遍布大脑的病灶都会导致帕金森综合征和其他疾病。这一事实，以及优雅的实验工具的出现，已将病灶研究推向神经科学的边缘。然而，一些研究人员正在尝试恢复病灶研究的相关性——无论是对于神经病学还是精神病学。发表在Brain杂志上的一项新研究的作者利用病灶的不同位置来发挥其优势——在本例中是为了更好地理解帕金森综合征的神经解剖学。
帕金森综合征是一组影响运动的症状。它包括运动迟缓、肌肉僵硬和震颤。这些症状最常见的原因是帕金森病，其中黑质中产生多巴胺的细胞逐渐丧失。帕金森病中的黑质细胞丧失是通过一个缓慢的退化过程发生的，该过程仍然知之甚少。但帕金森综合征可能在没有黑质退化的情况下发生，尤其是在中风或出血等突发病灶后发生。患有病灶诱发性帕金森综合征的患者并未被诊断为帕金森病，但他们的运动迟缓、肌肉僵硬和震颤与“经典”帕金森病患者几乎相同。该研究汇编了 29 个已发表的病灶诱发性帕金森综合征病例。病灶并非都发生在同一区域，令人惊讶的是，大多数病灶都不在黑质中。
作者假设，尽管帕金森综合征致病病灶发生在不同的脑结构中，但它们会破坏大脑中共同的连接网络。为了验证这一点，作者将这些病灶位置叠加到大脑图谱上，该图谱被称为连接组——一个从功能性 MRI 数据中得出的区域到区域连接的结构图。通过将病灶应用于连接组，作者能够识别出病灶破坏的网络——或连接轨迹。
正如预期，29 个病灶中的每一个都位于几个不同的网络中，因为大脑是丰富的连接网络。但作者发现，29 个病例中有 28 个影响了通过一个名为屏状核的小片状结构连接的网络。屏状核在运动控制或帕金森病领域中很少被讨论，并且通常研究不足。
该研究的一个重要方面是，29 个病灶中没有一个是屏状核本身。正是病灶和连接组的结合，才确定了屏状核是帕金森综合征的重要结构。
巧合的是，屏状核在几乎所有病灶病例的网络图谱上都显示为一个中转站。但这仅仅是一个巧合，还是它很重要？为了解决屏状核对帕金森综合征的重要性，作者转向了患有更常见的退行性帕金森病的患者，这些患者的大脑中植入了深部脑刺激器。深部脑刺激是帕金森病最后的一线治疗方法，并不能产生普遍的改善。在大多数情况下，刺激电极植入到称为丘脑底核的区域。丘脑底核内的精确位置因患者而异。作者检查了帕金森病患者大脑中深部脑刺激器的精确位置，并将这些位置叠加到连接组上。他们发现，当电极位置位于流经屏状核的网络中时——据推测会改变屏状核活动——患者从深部脑刺激中获得了更好的效果。这一结果表明，屏状核活动在帕金森运动的产生中起着关键作用。此外，改变这种活动可以缓解帕金森综合征。
19 世纪的病灶研究以这个问题为框架：哪个区域控制哪个功能？数十年的神经科学已经重新构建了一个更细致入微的问题：哪些区域对哪些功能很重要？病灶网络 mapping 使病灶研究能够严格回答这个较新的问题。然而，对于患者群体来说，问题始终是：这个发现能帮助我们吗？就屏状核和帕金森病而言，只有时间才能证明一切。然而，将治疗方法（如深部脑刺激）靶向屏状核，可能对帕金森病患者有所帮助。