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. 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 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.
Le 1er septembre 1953, William Scoville a utilisé une chignole et une perceuse bas de gamme pour percer le crâne d'un jeune homme, découper des parties vitales de son cerveau et les aspirer avec un tube de métal. Mais ce n'était pas une scène de film d'horreur ou un rapport de police macabre. Dr Scoville était l'un des chirurgiens les plus renommés de son époque, et le jeune homme était Henry Molaison, le célèbre patient connu en tant que « H.M. », dont le cas a donné un aperçu phénoménal du fonctionnement de notre cerveau. Enfant, Henry a eu le crâne fêlé lors d'un accident et a rapidement commencé à avoir des crises, à s'évanouir et à perdre le contrôle de son corps. Après avoir enduré des années de crises fréquentes, et même abandonné le lycée, le jeune homme désespéré s'est tourné vers le Dr Scoville, un casse-cou connu pour ses interventions chirurgicales risquées. Des lobotomies partielles étaient pratiquées depuis des décennies pour soigner les malades mentaux en se basant sur l'idée que les fonctions mentales étaient strictement limitées à des zones du cerveau correspondantes. Les ayant déjà pratiquées avec succès pour réduire les crises chez les malades, Scoville a décidé de retirer l'hippocampe de H.M., qui est une partie du système limbique associée aux émotions mais dont la fonction était inconnue. Au premier abord, l'opération était un succès. Les crises de H.M. avaient virtuellement disparu, sans changement sur sa personnalité, et même un QI amélioré. Mais il y avait un problème : sa mémoire était touchée. Outre le fait d'avoir perdu beaucoup de ses souvenirs H.M. était incapable d'en former de nouveaux, oubliait le jour qu'il était, se répétait, et mangeait même plusieurs repas d'affilée. Lorsque Scoville a donné ces résultats à un autre expert, Wilder Penfield, il a envoyé une doctorante nommée Brenda Milner étudier H.M. chez ses parents, où il passait maintenant ses journées à faire des choses bizarres, et, pour la première fois, à regarder les classiques du cinéma en boucle. Ce qu'elle a découvert au travers de séries de tests et d'entretiens n'a pas seulement grandement contribué à l'étude de la mémoire. Ça a même redéfini ce que le mot mémoire signifiait. Une des découvertes de Milner a éclairci le fait évident que bien que H.M. ne pouvait pas former de nouveaux souvenirs, il retenait quand même l'information suffisamment longtemps pour terminer une phrase ou trouver la salle de bain. Lorsque Milner lui donnait un nombre aléatoire, il arrivait à s'en souvenir pendant quinze minutes en se le répétant constamment. Mais seulement cinq minutes plus tard, il oubliait même que le test avait lieu. Les neuroscientifiques avaient imaginé la mémoire comme étant monolithique, formant un ensemble homogène et stocké partout dans le cerveau. Les résultats de Milner n'ont pas seulement permis la distinction désormais bien connue entre la mémoire à court et à long terme, mais montrent que chacune d'elles utilise une zone différente du cerveau. On sait que la formation de souvenirs comprend plusieurs étapes. Une fois que les données sensorielles immédiates sont transcrites de façon temporaire par les neurones du cortex, elles voyagent jusqu'à l'hippocampe, où des protéines spéciales s'attellent à renforcer les connexions synaptiques corticales. Si l'expérience était suffisamment forte, ou que l'on se la remémore durant les premiers jours, l'hippocampe transfère à nouveau le souvenir vers le cortex pour un stockage permanent. L'esprit de H.M pouvait former les impressions initiales, mais sans hippocampe pour réaliser la consolidation des souvenirs, ils se sont désagrégés, comme des mots écrits dans le sable. Mais ce n'était pas la seule distinction découverte par Milner. Lors d'une expérience désormais connue, elle a demandé à H.M. de dessiner une troisième étoile dans l'espace restant à l'intérieur de deux étoiles concentriques alors qu'il ne pouvait voir sa feuille et son crayon que par le biais d'un miroir. Comme n'importe qui réalisant une tâche si délicate pour la première fois, il s'est très mal débrouillé. Mais étonnamment, il s'améliorait à chaque nouvel essai, même s'il n'avait aucun souvenir de ses précédentes tentatives. Ses centres moteurs inconscients se souvenaient de ce que son esprit conscient avait oublié. Milner avait découvert que la mémoire déclarative des noms, des dates et des faits est différente de la mémoire procédurale utilisée pour faire du vélo ou signer son nom. Et on sait que la mémoire procédurale dépend plutôt des ganglions de la base et du cervelet, qui étaient des zones intactes dans le cerveau de H.M. La distinction entre « savoir que » et « savoir comment » sous-tend depuis toutes les recherches sur la mémoire. H.M. est mort à l'âge de 82 ans après une vie plutôt paisible en maison de soins. Au cours de sa vie, il a été examiné par plus de 100 neuroscientifiques, ce qui fait de son esprit le plus étudié de l'histoire. À son décès, son cerveau a été conservé et scanné avant d'être découpé en plus de 2000 tranches individuelles et photographié pour reconstituer une carte numérique de la résolution d'un neurone, tout cela lors d'une retransmission en direct suivie par 400 000 personnes. Bien que H.M. ait passé la plupart de sa vie à oublier des choses, lui et ses contributions à notre compréhension de la mémoire