Am 1. September 1953 öffnete William Scoville mit einer einfachen Bohrsäge den Schädel eines Mannes, entfernte wesentliche Hirnteile und saugte diese durch ein Metallrohr ab. Das war keine Szene eines Horrorfilms oder eines grausamen Polizeiberichts. Dr. Scoville war damals einer der berühmtesten Neurochirurgen und der junge Mann war Henry Molaison, der berühmte Patient, genannt " H.M.". Sein Fall lieferte bedeutende Erkenntnisse zur Gehirntätigkeit. Als Junge erlitt Henry bei einem Unfall einen Schädelbruch, danach traten epileptische Anfälle und Bewusstlosigkeit auf. Diese Zustände hielten jahrelang an und er brach seine Ausbildung ab. Der verzweifelte junge Mann ging zu Dr. Scoville, einem risikofreudigen Chirurgen. Jahrzehntelang führte man Teil-Lobotomien bei mentalen Patienten durch, weil man annahm, dass mentale Funktionen exakt den zugehörigen Hirnarealen zuzuordnen seien.
On September 1st, 1953, William Scoville used a hand crank and a cheap drill saw to bore into a young man's skull, cutting away vital pieces of his brain and sucking them out through a metal tube. But this wasn't a scene from a horror film or a gruesome police report. Dr. Scoville was one of the most renowned neurosurgeons of his time, and the young man was Henry Molaison, the famous patient known as "H.M.", whose case provided amazing insights into how our brains work. As a boy, Henry had cracked his skull in an accident and soon began having seizures, blacking out and losing control of bodily functions. After enduring years of frequent episodes, and even dropping out of high school, the desperate young man had turned to Dr. Scoville, a daredevil known for risky surgeries. Partial lobotomies had been used for decades to treat mental patients based on the notion that mental functions were strictly localized to corresponding brain areas.
Die Lobotomien waren bislang erfolgreich bei psychotischen Anfällen, deshalb entschied Dr. Scoville, H.M.s Hippocampus zu entfernen. Er ist Teil des limbischen Systems, das mit Emotionen verbunden wurde. Die Funktion des Hippocampus war jedoch unbekannt. Auf den ersten Blick war die Operation erfolgreich. H.M.s epileptische Anfälle verschwanden, seine Persönlichkeit und sein IQ schienen nicht beeinträchtigt. Doch war da ein Problem: Sein Gedächtnis funktionierte nicht. Er verlor die meisten Erinnerungen an die vorherigen Jahre. Er war unfähig neue aufzubauen, z. B. vergaß er das Datum, wiederholte ständig Bemerkungen, und aß viele Mahlzeiten hintereinander. Scoville schickte die Ergebnisse an Wilder Penfield, ein anderer Experte. Dieser bat die Studentin Brenda Milner, H.M. in seinem Elternhaus zu testen. Dort tat H.M. täglich seltsame Dinge, auch sah er sich immer wieder die gleichen alten Filme an. Milners zahlreiche Testergebnisse waren ein bedeutender Beitrag zu den Gedächtnisstudien. Das Gedächtnis wurde neu definiert. Ein Ergebnis von Milner war, dass H.M. keine neuen Erinnerungen behielt, aber trotzdem Informationen solange speicherte, dass er z. B. einen Satz beenden oder das Bad finden konnte. Als Milner ihm eine beliebige Zahl gab, schaffte es H.M., sich die Zahl 15 Minuten zu merken, indem er sie ständig wiederholte. Aber nur 5 Minuten später vergaß er, dass der Test stattgefunden hatte. Wissenschaftler meinten damals, das Gedächtnis sei ein Einheitssystem und Erinnerungen wären im Gehirn überall gespeichert. Milners Ergebnisse waren der erste Hinweis für den jetzt bekannten Unterschied zwischen Kurz- und Langzeitgedächtnis. Aber auch dafür, dass diese verschiedene Hirnregionen nutzen. Wir wissen nun, dass Gedächtnisbildung in mehreren Schritten erfolgt. Sensorische Daten werden zunächst im Cortex von Neuronen umgeschrieben, und wandern dann in den Hippocampus. Dort festigen spezielle Proteine die kortikalen Synapsenverbindungen. War die Wahrnehmung ausreichend, oder erinnern wir uns anfangs regelmäßig an sie transportiert der Hippocampus die Daten wieder zurück zum Cortex. Dort werden diese dauerhaft gespeichert. H.M.s Gedächtnis konnte die ersten Eindrücke wahrnehmen, aber ohne Hippocampus konnte die Gedächtnisfestigung nicht stattfinden. Sie verschwanden wie in Sand gekritzelte Nachrichten. Milner entdeckte nicht nur diesen Gedächtnisunterschied.
Having successfully used them to reduce seizures in psychotics, Scoville decided to remove H.M.'s hippocampus, a part of the limbic system that was associated with emotion but whose function was unknown. At first glance, the operation had succeeded. H.M.'s seizures virtually disappeared, with no change in personality, and his IQ even improved. But there was one problem: His memory was shot. Besides losing most of his memories from the previous decade, H.M. was unable to form new ones, forgetting what day it was, repeating comments, and even eating multiple meals in a row. When Scoville informed another expert, Wilder Penfield, of the results, he sent a Ph.D student named Brenda Milner to study H.M. at his parents' home, where he now spent his days doing odd chores, and watching classic movies for the first time, over and over. What she discovered through a series of tests and interviews didn't just contribute greatly to the study of memory. It redefined what memory even meant. One of Milner's findings shed light on the obvious fact that although H.M. couldn't form new memories, he still retained information long enough from moment to moment to finish a sentence or find the bathroom. When Milner gave him a random number, he managed to remember it for fifteen minutes by repeating it to himself constantly. But only five minutes later, he forgot the test had even taken place. Neuroscientists had though of memory as monolithic, all of it essentially the same and stored throughout the brain. Milner's results were not only the first clue for the now familiar distinction between short-term and long-term memory, but show that each uses different brain regions. We now know that memory formation involves several steps. After immediate sensory data is temporarily transcribed by neurons in the cortex, it travels to the hippocampus, where special proteins work to strengthen the cortical synaptic connections. If the experience was strong enough, or we recall it periodically in the first few days, the hippocampus then transfers the memory back to the cortex for permanent storage. H.M.'s mind could form the initial impressions, but without a hippocampus to perform this memory consolidation, they eroded, like messages scrawled in sand. But this was not the only memory distinction Milner found.
In einem heute berühmten Test bat sie H.M. einen dritten Stern mittig in den engen Raum zwischen zwei Außenlinien zu zeichnen. Dabei sah er das Papier und den Stift nur in einem Spiegel. Wie wohl bei jedem anderen auch war das erste Ergebnis schrecklich. Unerwartet verbesserte er jedoch das Ergebnis durch Wiederholungen, obwohl er keine Erinnerung an die vorherigen Versuche hatte. Sein unbewusstes motorisches Gedächtnis erinnerte sich, das bewusste nicht. Milner entdeckte den Unterschied zwischen deklarativem Gedächtnis, Namen und Daten, und prozeduralem Gedächtnis -- Radfahren, unterschreiben. Wir wissen jetzt, dass das prozedurale Gedächtnis sich auf die Basalganglien und das Kleinhirn stützt. Beide Strukturen waren in H.M.s Gehirn intakt. Der Unterschied zwischen "Wissen -- was" und "Wissen -- wie" beeinflusste seit dieser Zeit alle Gedächtnisforschungen. H.M. starb 82-jährig nach einem meist ruhigen Leben in einem Pflegeheim. H.M. wurde von mehr als 100 Neurowissenschaftlern untersucht. In der Geschichte war sein Gehirn das meist studierte. Nach seinem Tod wurde sein Gehirn konserviert, untersucht und dann in 2.000 Scheiben geschnitten und fotografiert. Es entstand eine digitale Gehirnkarte, die auch einzelne Neuronen abbildete. Diesen Vorgang verfolgten 400.000 Leute in einer Live-Übertragung. Obgleich H.M. lebenslang Dinge vergaß, werden er und sein Beitrag zum Gedächtnisverständnis zukünftigen Generationen in Erinnerung bleiben.
In a now famous experiment, she asked H.M. to trace a third star in the narrow space between the outlines of two concentric ones while he could only see his paper and pencil through a mirror. Like anyone else performing such an awkward task for the first time, he did horribly. But surprisingly, he improved over repeated trials, even though he had no memory of previous attempts. His unconscious motor centers remembered what the conscious mind had forgotten. What Milner had discovered was that the declarative memory of names, dates and facts is different from the procedural memory of riding a bicycle or signing your name. And we now know that procedural memory relies more on the basal ganglia and cerebellum, structures that were intact in H.M.'s brain. This distinction between "knowing that" and "knowing how" has underpinned all memory research since. H.M. died at the age of 82 after a mostly peaceful life in a nursing home. Over the years, he had been examined by more than 100 neuroscientists, making his the most studied mind in history. Upon his death, his brain was preserved and scanned before being cut into over 2000 individual slices and photographed to form a digital map down to the level of individual neurons, all in a live broadcast watched by 400,000 people. Though H.M. spent most of his life forgetting things, he and his contributions to our understanding of memory will be remembered for generations to come.