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前額葉切除術,最有爭議的諾貝爾生醫獎│科學史上的今天:10/12

張瑞棋_96
・2015/10/12 ・1022字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 492 ・五年級

António Egas Moniz
莫尼茲。圖片來源:Wikipedia

1949 年 10 月 12 日,諾貝爾獎委員會宣布諾貝爾生醫獎得主是葡萄牙神經外科醫生莫尼茲(António Egas Moniz, 1874-1955),得獎理由是「發現前額葉切除術對特定精神疾病的治療效果」。不料,不到一年,前額葉切除術的評價完全翻轉,變得聲名狼藉;至今仍不斷有要求撤回莫尼茲諾貝爾獎的呼聲。這究竟是怎麼一回事?

1935 年,耶魯大學的富爾頓(John Fulton)帶領的研究小組發現,在破壞兩隻黑猩猩的前額葉後,牠們的行為就不再失控,性情變得溫馴。莫尼茲受此啟發,決定實驗這項技術能否用來治療精神病患。當年 11 月,莫尼茲在一位精神病患的頭顱側面開了個小洞,將乙醚注射到前額葉部位,毀損該處的神經細胞。手術後,莫尼茲觀察到,病患的症狀大幅緩解,認為手術相當成功,於是繼續對七名病患如法炮製。後來他發現乙醚可能會傷及大腦其它部位,於是改用細長的金屬套管插入頭顱,再拉動末端可伸縮的鋼索,破壞前額葉的神經纖維。

莫尼茲對二十名病患實施了這項前額葉切除術(labotomy),其中包括精神分裂、重度憂鬱、恐慌症患者。1936 年,莫尼茲對外公布成果:除了六人沒有變化,其餘十四人都有明顯的改善。消息一出,前額葉切除術很快獲得許多國家採用,美國醫生弗里曼(Walter Freeman)還加以改進,改用又細又長的錐子從眼球上方直接刺入顱腔,免卻鑽孔的麻煩,又能降低感染風險;再加上他的大肆宣揚,許多精神病患因此一一被家屬送去接受前額葉切除術,截至 1951 年為止,光美國就有超過一萬六千人接受過這項手術。

然而,病患接受手術後,卻不斷出現各種後遺症,包括智力衰退、死氣沉沉、反應遲鈍、喪失時間與方向感……等,甚至有人性格丕變,自殺身亡。才使得前額葉這個向來被認為沒什麼作用的沉默區域,逐漸受到注意,大家也才知道,它其實與個人性格與心智能力有密切關係。1950 年,蘇聯率先宣布禁止前額葉切除術,其他國家也陸續跟進,直到 1970 年代末,才全面性地中止這項殘忍愚昧的手術。

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但悲劇已經造成,數萬名病患家屬眼見親人手術後變得行屍走肉,莫尼茲卻因這項手術獲得諾貝爾獎;諷刺的是,莫尼茲當時未能親自出席接受頒獎,因為那年稍早他被自己的一位病人開了四槍(此人倒是沒作過前額葉切除術),只能坐在輪椅上度過餘生。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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惡名昭彰的前額葉切除術捲土重來?現代問題終於有了現代手段──《皮囊之下》
健行
・2019/08/14 ・5476字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

編按:曾經有段時間,「前額葉切除術」為精神醫學帶來了無限希望,許多醫生用這種方式將重症病患的前額葉切除,好讓他們變得乖順、情緒穩定,因此也被視為「幸福的切割」,但可怕的代價緊接在後──許多接受手術的人智力退化到連生活都無法自理,這種不可彌補的終生遺憾給手術發明者引來了排山倒海的批評。但時至今日,類似的手術仍被廣泛應用於治療重度癲癇病患,咦?事情是怎麼發展的呢?

大腦可以維修嗎?

美國電視影集《絕命毒師》(Breaking Bad )的主人翁是華特.懷特(Walter White),他是個身無分文且罹患肺癌的中年高中化學老師,他與以前的學生傑西.品克曼(Jesse Pinkman)一起投入了生產結晶甲基安非他命的罪犯生涯,希望生前販毒的大筆錢財能夠做為死後安家之用。該電視影集製作人文斯.吉利根(Vince Gilligan)曾經簡單地說過,這個五季的電視影集就是把奇普斯先生(Mr. Chips, 譯註:英國小說家詹姆士.希爾頓〔Jame s Hi l ton〕的作品及其改編電影《萬世師表》〔Goodbye, Mr. Chips 〕的主角)變成疤面煞星(Scarface,譯註:美國同名犯罪電影毒梟主角的暱稱)。

《疤面煞星》劇照 / 圖:Medium

腦葉切斷術(lobotomy)曾經是醫學手術中的疤面煞星;過程會切開人的大腦,切除或刮掉腦葉以便達到治療精神失調的病徵的目的,有些時候會損害人的個性和智能。

至於寫這篇文章的個人目的,我想要向你們描述把這個疤面煞星變成奇普斯先生的手術。我希望可以說服你們,這個曾經惡名昭彰的醫學手術現在已經值得信賴,而足以為許多遭受顳葉癲癇之苦的人帶來希望;此外,我也想恢復「lobotomised」(接受腦葉切斷術)這個英文字本有的姿態,使其不再是用來形容一個人不夠聰明,或是受到神經外科介入治療而變成植物人的貶抑之詞。

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不過,如同華特.懷特大概會說:「傑西,我們可不要操之過急。」我們需要從疤面煞星開始談起。

簡單而粗暴,為了治療精神疾病而誕生的腦葉切斷術

第一起的腦葉切斷術發生於一九三五年,同時也稱為腦葉切除術(lobectomy,譯註:兩者的差異主要在於,一個是前額葉的部分, 另一個是整個腦葉),是由葡萄牙神經科學家安東尼奧.埃加斯.莫尼茲(António Egas Moniz)主持進行。對於一個拿著冰鑿從眼睛後方敲入並像切雞屁股般地切掉人的些許大腦的手術,許多人可能會心生納悶,這種東西怎麼可能一度蔚為風潮;不過,這個手術的使用在一九四○年代初期開始急劇增加,到了一九五一年的時候,單就美國而言,腦葉切斷術就執行了接近兩萬宗。埃加斯.莫尼茲甚至在一九四九年得到了諾貝爾醫學獎,原因正是他發現了「腦葉切斷術對於某些精神病的治療價值」。然而,這個手術始終備受爭議,而且有一些受害者。隨著一九五○年代中期開始採用抗精神病的藥物治療方式之後,腦葉切斷術隨即近乎完全棄置不用。在這篇文章的第一部分,我所關注的正是這些粗陋的早期腦葉切斷術。

Eunice Kennedy, left, and her sister Rosemary Kennedy in 1938.
甘迺迪的妹妹蘿絲瑪莉(右) / 圖:CNN

我相信你們都熟知約翰.甘迺迪(J. F. Kennedy),以及李.哈維.奧斯華(Lee Harvey Oswald,譯註:一般認為此人是甘迺迪暗殺案的頭號嫌犯)對他的頭部造成的傷害。然而,你們可能不知道, 甘迺迪的妹妹蘿絲瑪莉(Rosemary)是早期接受腦葉切斷術的病人之一,時間是一九四一年,當時的她只有二十三歲。她或許不是學校裡最聰明的學生,可是她的日記顯示了她是一個思考周密且觀察敏銳的年輕女子,在由當代最有野心和最無情的大家長約瑟夫.甘迺迪(Joseph Kennedy)所掌控的大家族中,她正在力爭上游。由於蘿絲瑪莉有主見且叛逆,醫師們就說服了他的父親可以採用一種尚在實驗階段的新手術,藉此控制固執女兒波動無常的情緒和變化莫測的行為。然而,他並沒有諮詢太太的意見,看來她似乎不太可能同意這件事。 我們至少可以說,整個手術的經過實在駭人。

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醫院只讓蘿絲瑪莉服用了一劑溫和的鎮靜劑。詹姆士.瓦茲醫師(Dr James Watts)從頭殼往大腦上劃下了外科手術切口,他們用來切除一小塊大腦的器具看起來像是一把奶油刀。在瓦茲醫師進行切除時,華特.費里曼醫師(Walter Freeman)則問蘿絲瑪莉一些問題,他要她背誦《主禱文》(Lords Prayer ),而另外兩位醫師則幫忙粗略估算要切除多少大腦;令人匪夷所思的是,他們依據的並不是腦部的電氣活動,而是蘿絲瑪莉對問題的回應。情況就有點類似艾薩克.牛頓(Isaac Newton)用一支光禿的粗針就要觀察自己眼球底部一樣:我們只能說這是莽撞的行為。當蘿絲瑪莉開始背得顛三倒四之後,醫師就停止了手術。動完腦葉切斷術之後,大家很快就發現這次的手術無疑是個大災難。蘿絲瑪莉的心智能力退化成如同兩歲大的小孩,她馬上被送入精神病院,終其一生都無法言語或走路,而且伴隨著失禁症狀。約瑟夫.甘迺迪後來不曾再見過這個女兒一面。至於蘿絲瑪莉的兄弟姊妹,則要等到二十年之後才知道了這個姊妹為何從家族消失的真相。

《飛越杜鵑窩》劇照 / 圖:NY Times

我跟許多人一樣,對腦葉切斷術的認識是來自文學和電影。田納西.威廉斯(Tennessee Williams)的姊姊也叫蘿絲,也接受了腦葉切斷手術而終身失能。這位偉大的劇作家在其劇作《夏日癡魂》 (Suddenly Last Summer )批評了這種手術,在劇中,這樣的手術則是讓同性戀者得以「道德健全」的手段。不過,真正讓這個手術的惡名以最大力道傳播出去的,應該是肯.克西(Ken Kesey)一九六二年的小說《飛越杜鵑窩》(One Flew Over the Cuckoo’s Nest ),該小說更於一九七五年被改編成由傑克.尼克遜(Jack Nicholson)主演的同名電影。這個故事的英雄是勇猛、叛逆和充滿魅力的藍道.P.麥墨菲(Randle P. McMurphy),由於他攻擊了奧瑞岡(Oregon)州立精神病院專橫的護士長,後來被迫接受腦葉切斷術。整個故事的敘述者「酋長」波登(Chief Bromden)描述了手術的悲慘結果:「一直張著眼睛,裡頭的腫脹已經消退得差不多了;眼睛就這麼瞪著刺眼的月光,闔不上也進不了夢鄉,由於張開了這麼久且無法眨眼而眼神呆滯,看來就像是保險絲盒裡燒掉的保險絲一樣。」另一個病人是這樣形容麥墨菲:「那張臉面無表情,就像是商店裡的假人……」我依然清楚地記得,電影裡的酋長溫柔地抱起麥墨菲仰臥的身體的那個時刻,他看著朋友的空洞臉龐才驚恐地意識到:雖然燈是亮著,但是沒有人在家。這可以說是現代電影史中最令人震驚的時刻之一。幾乎同樣讓人不安的電影畫面則是出現在一九六八年的經典科幻電影《浩劫餘生》(Planet of the Apes );查爾頓.赫斯頓(Charlton Heston)所飾演的太空人泰勒(Taylor)發現未來的猩球科學家已經為同行的團隊成員施行了腦葉切斷手術。

莫尼茲醫師(António Egas Moniz) / 圖:Worldpress

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關於腦葉切斷術的背景說明如下:費里曼醫師和莫尼茲醫師是這個手術的先驅,他們之所以會進行這個費里曼自己描述為「手術誘發的童年」的手術,就是試圖利用這個手術來治癒思覺失調症、慢性頭痛、偏頭痛、產後憂鬱、躁鬱症以及輕度行為障礙等疾病。費里曼醫師曾經在一天之內就進行了令人瞠目結舌的二十五起腦葉切斷手術, 因此許多接受手術的人都下場不佳也就不足為奇了。有個名叫霍華德.杜利(Howard Dully)的小男孩是因為不討母親歡心而被迫接受手術;二次大戰之後,好幾千位返家後出現創傷後壓力症候群的美國士兵都接受了腦葉切斷手術。執行手術的醫師都認為,除了手術使人身亡之外,病人的永久性腦部損傷和退化成只能自行呼吸的植物人的狀態,都不過是有效治療手段的附帶傷害。

現代科技讓腦部手術不再是沒有地圖的冒險

讀到這裡,我可以理解你們可能覺得我給了自己一個全然無望的任務,畢竟想讓黑面煞星變成奇普斯先生幾乎是自不量力,更別說是宣稱腦葉切斷術已經是值得信賴的手術了。不過,現在的情況確實如此。

事情的變化是這樣的。回到一九四○年代和一九五○年代,外科醫師拿著冰鑿和奶油刀在腦袋瞎弄,他們對於自己在做的事要不是一知半解,不然就是根本一無所知,情況有點像是從西班牙啟航的探險家克里斯多福.哥倫布(Christopher Columbus),既沒有地圖,也不清楚自己真的要前往哪裡,或是到了那裡會發現什麼。基本上,改變的就是地圖製作的這個部分。多虧了X光、發射電腦斷層掃描攝影術、核磁共振造影、正子斷層造影掃描、單光子射出電腦斷層造影掃描、腦電波圖和腦深層電刺激的發明,外科醫師現在對於大腦先前神祕的拓樸圖有了更清楚的概念,也就更能夠了解大腦發生了什麼事、發生的部位和發生的原因。我們現在已經可以確切地說出掌管視覺、嗅覺、語言,或行動的各是大腦腦葉的哪個部分,舉例來說,無論好壞,掌管我發表演說的大腦部分是布洛卡區,是位於額葉的一個區域;告訴我時間不夠要快點說完的大腦部分則是位於大腦後部的頂內葉區。

大腦結構圖 / 圖:台灣巴金森之友協會

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對於大腦這個最美好的人體器官的偉大奧祕,我們現在終於擁有能夠了解的手段,而這是佛朗茲.約瑟夫.加爾(Franz Joseph Gall) 和凱薩.倫柏羅索(Cesare Lombroso)等早期的大腦和頭部製圖師做夢也想不到的方式。現在的我若是能夠找出,到底是大腦的哪個部分竟然瘋狂到讓我覺得自己能夠完成以神經外科為主題的書寫任務,如此一來,我們或許就知道了一切。我們現在已經配備了人體頭部的世界地圖(mappa mundi),我們不妨將之稱為一份電子版的大腦地圖(mappa cerebrum),這彷彿是外科醫師擁有了進入人體頭顱探索旅程的最新衛星導航系統;不管是簡單的顱骨切開術,或者是在顱骨鑽洞來緩和硬腦膜下血腫,我們現在對於所有的神經外科手術的療程和結果更有信心。

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國立神經病學和神經外科醫院 / 圖:Wikipedia

基於一些(大概與先前詳述的既有名聲相關的)敏感原因,現在的神經外科醫師都會說腦葉切斷術是一種「前顳葉切除術」(anterior temporal lobectomy,簡稱ATL)。這項手術需要完全移除大腦顳葉的前面部分,是目前針對醫學上難以治療的內側顳葉癲癇(medi a l temporal lobe epilepsy,簡稱TLE)病人的標準治療方案,也就是說這樣的病人無法以抗癲癇藥物來控制癲癇性痙攣。雖然這個手術依然有風險而且極為昂貴,但是據報有介於百分之八十到百分之九十的病人在術後都不會再出現癲癇。

我們已經不再動用奶油刀或冰鑿來切開大腦。我可以告訴你第一手的資料,這是因為身為你的勇敢報導者的我在幾星期前去觀摩了一次前顳葉切除術的進行,地點是位於倫敦皇后廣場(Queen Square) 的國立神經病學和神經外科醫院(National Hospital for Neurology and Neurosurgery)。一天之內進行二十五次腦葉切割手術的年代已經一去不復返,我看的那一場前顳葉切除手術幾乎進行了八小時,而且參與手術的醫護人員共計九位,其中包括了三位神經外科醫師。手術開始之前,病人頭部X光片上的一個微小到幾乎看不見的損傷或疤痕吸引了我的目光,而那或許是連瑞士鐘錶匠都不會注意到的,但是卻逃不過我們的神經外科醫師麥克沃伊醫師(Dr McEvoy)的法眼。麥克沃伊醫師向我解釋,那個疤痕必然跟病人的癲癇有關,大概是病人小時候發高燒所感染的結果。在倒不如說是一點都不狂熱的氛圍之中,前顳葉切除手術正式開始。

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white medical equipment
清潔、衛生的現代手術設備 / 圖:Unsplash

目前,在進行顱骨切開術之前,光是使用電動手術刀(或是俗稱的「保威」[Bovie]手術電燒刀)來移除肌瓣和清理頭顱表面,可能就要花上將近兩個小時的時間。接下來是以高速電鑽來進行顱骨切開術,而過程中發出的聲音和味道都讓我想起了自己讓牙醫補牙的經驗。醫師切下了一個火柴盒大小的顱骨,並且將之安全地保存,以便之後能夠嫁接回去。

就在顱骨下方,有一層叫做硬腦膜的薄膜包裹著整個大腦,看起來就像是雜碎羊肚(haggis,譯註:此為將肉雜、洋蔥和調料等放入羊胃中烹煮的一種蘇格蘭料理)上的外皮。切開薄膜後,顯露出來的就是閃閃發光的灰色大腦,上頭布滿了蛛網狀的血管,簡直像極了電影《異形》中有趣的異形蛋。使用了巨型神經外科顯微鏡,就連像人類頭顱這樣深沉而無法進入的腔體都能夠一目了然,才能夠在今日執行切除大腦的精巧工作。

在為病人動手術的時候,外科醫師告訴我,動完腦葉切割術的大腦很快就會重新自我配線;現在的病人在一輩子深受癲癇性痙攣之苦後,對於大腦在術後要建立新的突觸所帶來的短期不便,都認為那是值得付出的代價。就我外行人的意見來看,相較於早期的粗略估算和冰鑿,更別說是背誦《主禱文》的方式,現今的整個高度科技和極度精細的科學手術可以說是極大的進步。相信你們也很樂意知道,現在那位病人的術後復原良好,而讓他需要動神經外科手術的前顳葉癲癇也完全消失了。

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如果換成是華特.懷特的年輕犯罪拍檔傑西.品克曼在場目睹這場令人讚嘆的手術的話,我想他一定會跟神經外科醫師擊掌致意並且說道:「唷,科學,很神喲。」

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——本文摘自《皮囊之下》,2019 年 4 月,健行出版社

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