被遗忘的人脑脑电波发现史

人类脑电波发现一百周年揭示了一个令人不寒而栗的故事,其中涉及纳粹、俄罗斯和乌克兰之间的战争、自杀和历史的变迁

Hans Berger

德国精神病学家汉斯·伯杰在 1924 年记录了第一张人类脑电图。

Ullstein bild via Getty Images

今年是人类脑电波发现一百周年。很少有人知道这个惊人发现的故事,因为真实的故事被压制并淹没在历史中。大约二十年前,我走访了德国和意大利的先驱科学家的实验室,寻求答案我所了解到的颠覆了公认的历史,并揭露了一个令人不寒而栗的故事,其中涉及纳粹、脑电波、俄罗斯和乌克兰之间的战争以及自杀。这段历史与当前事件产生了共鸣——俄罗斯和乌克兰最近越过了冲突的严峻 1000 天里程碑,这场冲突以对抗纳粹为借口而发动——揭示了历史、科学和社会是如何错综复杂地交织在一起的。

人脑脑电波,不断扫过大脑组织的电振荡波,随着我们的思想和感知而变化。它们在医学上的价值是不可估量的。它们向医生揭示了各种神经和心理疾病,并在神经外科医生取出引发癫痫发作的病变脑组织时引导他们的手。它们在健康大脑中的作用才刚刚被人们认识到,它正在改变我们对大脑如何处理信息的基本理解。像所有类型的波一样,扫过大脑的电波会产生同步性(想想上下起伏的水波);就脑电波而言,同步的是神经元群体之间的活动。

谁发现了脑电波?他们认为自己发现了什么?为什么没有诺贝尔奖?


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在最常见的说法中,一位隐居的医生汉斯·伯杰于 1924 年在德国城市耶拿(后来的东德一部分)的一家精神病院记录了他患者的第一张人类脑电波。他没有告诉任何人他在做什么,并且他将他意义重大的发现秘密地保守了五年。随着纳粹在 1930 年代崛起,精神病院成为强制绝育和“安乐死”以促进“种族卫生”的中心。在这些机构中开发的一些方法成为集中营工业化杀戮的序幕。作为耶拿精神病院的院长,伯杰会身处其中。我在访问时看到的传记指出,伯杰于 1941 年因纳粹迫害而自杀。

精神病学家鲁道夫·莱姆克在 1956 年的纪念文章中写道:“伯杰不是希特勒的追随者,因此他不得不放弃他在大学的服务;由于没有预料到这一点,他受到了严重的伤害……[这] 使他陷入了最终导致他死亡的抑郁症。”莱姆克曾在伯杰手下工作。

对我来说,这似乎很奇怪。纳粹不是应该像他们清洗了 20% 的德国学者在 1933 年一样解雇伯杰,并无情地驱逐或“清算”不忠诚的政治家、管理者和其他人吗?

在耶拿,我了解到莱姆克实际上是 NSDP(纳粹党)的成员。他在Erbgesundheits­gericht(遗传健康法院)工作,对精神和身体不健全的人进行强制绝育,广泛定义为身体残疾者、精神病患者、酗酒者等。像许多其他掌权者一样,莱姆克在战后继续留在耶拿,他的反犹太主义和反同性恋观点被当局掩盖。他从 1945 年到 1948 年担任耶拿精神病诊所主任。

第二次世界大战后,耶拿受苏联控制,揭露广泛掩盖的文件丢失或被毁。当我参观伯杰的医院时,我遇到了神经科学家克里斯托夫·雷迪斯和医学史学家苏珊娜·齐默尔曼,他们在柏林墙倒塌后不久获得了苏联记录。他们透露,伯杰实际上是一位纳粹同情者。她说,他在医院自杀身亡,不是为了抗议,而是因为他患有抑郁症。伯杰的自杀反映了当时许多其他参与纳粹暴行的人的自杀。

齐默尔曼翻阅着他布满灰尘的实验室笔记本,里面记录着最早的人类脑电波记录,她指出了他在旁边写下的边缘反犹太主义评论。然后,她拿出了一堆强制绝育法庭的诉讼记录,伯杰曾在那里任职,当时“优生学”试图从父母身份中剔除“不健康”的人。大声朗读它们使那里发生的恐怖事件栩栩如生,人们恳求法庭不要对他们或他们所爱的人进行绝育。伯杰驳回了所有上诉,判处他们所有人强制绝育。

Brick hospital

德国耶拿的医院,伯杰在那里发现了脑电波。

R. 道格拉斯·菲尔兹

伯杰的脑电图研究并没有受到好评。伯杰相信心灵感应,他认为脑电波可能是心灵感应的基础,但他最终拒绝了这个想法。相反,他认为脑电波是一种精神能量。像其他形式的能量一样,精神能量波既不能被创造也不能被摧毁,但它们可以与物理现象相互作用。基于此,他推测心理认知工作会导致大脑温度变化。为了探索这个想法,他在他的精神病患者在手术期间进行认知任务时,将直肠温度计刺入他们的大脑。

伯杰的研究在德国以外仍然鲜为人知,直到 1934 年诺贝尔奖得主神经科学家埃德加·阿德里安在著名的《大脑》杂志上发表了他的实验。阿德里安证实所谓的“伯杰波”确实存在,但他通过表明当水甲虫睁开和闭上眼睛时,它们的波形会发生变化,就像诺贝尔奖获得者在做同样的事情时大脑中的波形一样,从而含蓄地嘲笑了它们。阿德里安从未对脑电波进行过进一步的研究。

伯杰被认为是人类脑电波的发现者但动物研究早于他的工作。伯杰也没有发明他用来监测大脑活动的方法。他应用了阿道夫·贝克于 1895 年在波兰利沃夫和安吉洛·莫塞尔在意大利都灵进行的动物实验中先前使用的技术。

与伯杰相反,阿道夫·贝克的动物研究旨在了解当神经元通过电脉冲进行交流时大脑如何运作。在他的研究高峰期,俄罗斯的入侵停止了他的科学工作。1914 年,利沃夫被入侵的俄罗斯人占领,并更名为利沃夫。贝克被俘虏并被监禁在基辅,当时是俄罗斯的一部分(现在是乌克兰基辅)。

在监狱里,他写信给著名的俄罗斯科学家伊万·巴甫洛夫,请求他的帮助,巴甫洛夫最终赢得了贝克的释放。

贝克回到利沃夫继续他的研究,下一步合乎逻辑的步骤是寻找人类的脑电波,但在第二次世界大战中,德国人入侵了。他们在利沃夫建立了一个集中营,犹太人口在那里被灭绝。作为一名知识分子和一名犹太人,贝克是目标。当他们在 1942 年来带走贝克去集中营时,他吞下了氰化物,结束了自己的生命,而不是被纳粹夺走。

值得注意的是,两位开创性的脑电波科学家都因纳粹主义而自杀身亡——一位是纳粹施暴者,另一位是纳粹受害者。

Hans Berger's grave

伯杰在耶拿的坟墓。

R. 道格拉斯·菲尔兹

伯杰和贝克都不知道,他们不是第一个记录脑电波的人。这个发现比伯杰早 50 年由一位伦敦医生做出!那个惊人的发现从科学界消失了,因为这些想法太超前了,可以追溯到大脑还是一个谜,世界由煤气灯照明,由蒸汽驱动的时代。想象一下,如果 1875 年的这项科学发现没有在历史中消失半个世纪,那么现在的大脑科学和医学将会领先多少。

第一个发现脑电波的人是伦敦医生理查德·卡顿。卡顿在 1875 年爱丁堡举行的英国医学协会年会上宣布了他记录到兔子和猴子脑电波的发现。他使用了一种原始设备,即弦线式电流计,其中一个小镜子悬挂在磁铁之间的一根细线上。当电流(在这种情况下是从大脑中拾取的电流)通过设备时,细线会像磁铁附近的指南针指针一样稍微扭曲。在大脑中检测到的振荡电流不是以伏特为单位测量的,而是以从镜子反射的光束的毫米偏转为单位测量的。他发表的演讲摘要“大脑的电流”表明,这位医生用这种原始仪器正确地推断出了脑电波最重要的方面。“在迄今为止检查的每个大脑中,电流计都表明存在电流……灰质的电流似乎与其功能有关……”

具有讽刺意味的是,我周游世界研究脑电波的发现,却发现第一个这样做的人理查德·卡顿在 1887 年访问他在卡顿斯维尔的家人时,在美国乔治城大学介绍了他的发现,马里兰州。该镇由他的亲戚于 1787 年定居,距离我家 30 英里,毗邻巴尔的摩-华盛顿机场,我经常从那里开始我的全球搜索。但这个事实,就像他未被赏识的脑电波研究一样,被历史遗忘了。“阅读我关于大脑电流的论文,”他在日记中写道。“它受到了好评,但大多数听众都不理解。”

这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

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