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.
A 1 de Setembro de 1953, William Scoville usou uma manivela e um berbequim barato para perfurar o crânio de um homem jovem, destruindo, assim, partes vitais do seu cérebro e aspirando-as através de um tubo metálico. Contudo, isto não era uma cena de um filme de terror ou de um relatório policial macabro. Dr. Scoville era um dos neurocirurgiões de renome do seu tempo e o homem jovem era Henry Molaison, o famoso paciente conhecido como "H.M.", cujo caso providenciou uma melhor compreensão sobre o funcionamento do nosso cérebro. Quando era criança, Henry fracturou o crânio num acidente, começando a ter convulsões, desmaios e perda do controlo das funções corporais. Depois de suportar anos de episódios frequentes e até abandonar a escola, o jovem desesperado procurou Dr. Scoville, um temerário conhecido por realizar cirurgias perigosas. As lobotomias parciais eram usadas há décadas para tratar pacientes mentais devido à noção de que as funções mentais estavam estritamente localizadas nas áreas cerebrais correspondentes. Tendo-as usado de forma bem sucedida para reduzir as convulsões em pacientes psicóticos, Scoville decidiu remover o hipocampo de H.M., uma parte do sistema límbico associado à emoção, mas cuja função era desconhecida. À primeira vista, a operação tinha sido um sucesso. As convulsões de H.M. tinham praticamente desaparecido, sem alterações da personalidade e o seu QI tinha até aumentado. Mas havia um problema: a sua memória tinha sido danificada. Além de perder a maioria das suas memórias dos últimos dez anos, H.M. não conseguia formar novas memórias, esquecendo-se do dia em que estava, repetindo comentários e até comia várias refeições de seguida. Quando Scoville informou outro especialista, Wilder Penfield, dos seus resultados, este enviou uma aluna de doutoramento, Brenda Milner, para estudar H.M. na casa dos pais, onde ele passava os dias a fazer tarefas estranhas e a ver filmes clássicos pela primeira vez, uma e outra vez. O que esta descobriu, através de uma série de testes e entrevistas, não só contribuiu para o estudo da memória, como redefinou o seu significado. Uma das suas descobertas elucidou um facto óbvio. Apesar de H.M. não conseguir formar novas memórias, ele ainda retinha informação durante tempo suficiente para acabar uma frase ou encontrar a casa-de-banho. Quando Milner lhe dava um número aleatório, ele conseguia lembrar-se dele durante quinze minutos repetindo-o para si constantemente. Contudo, cinco minutos depois, já se tinha esquecido de que o teste tinha acontecido. Os neurocientistas pensavam que a memória era monolítica, que toda ela era essencialmente o mesmo e que estava armazenada pelo cérebro. Os resultados de Milner não só eram a primeira pista para a agora familiar distinção entre memória de curta e longa duração, mas também que cada uma usa uma região diferente do cérebro. Sabemos, agora, que a formação de uma memória envolve vários passos. Após os neurónios do córtex fazerem a transcrição temporária da informação sensitiva, esta viaja até ao hipocampo, onde proteínas especiais trabalham para fortalecer as conexões sinápticas corticais. Se a experiência for suficientemente forte, ou se nos lembrarmos dela periodicamente nos dias seguintes, o hipocampo transfere a memória de volta ao córtex para ser permanentemente armazenada. A mente de H.M. podia formar impressões iniciais, mas sem o hipocampo para realizar a consolidação da memória, estas erodiam, como mensagem escritas na areia. Mas esta não foi a única distinção entre tipos de memória que Milner encontrou. Na agora famosa experiência, ela pediu a H.M. para desenhar uma terceira estrela no pequeno espaço entre as duas estrelas concêntricas, enquanto ele via o papel e o lápis por um espelho. Como qualquer outra pessoa a realizar uma tarefa tão estranha pela primeira vez, ele teve uma péssima prestação. Mas, surpreendentemente, ele melhorou após algumas tentativas, apesar de não se lembrar das anteriores. Os seus centros motores subconscientes lembravam-se do que o seu consciente se tinha esquecido. O que Milner tinha descoberto era que a memória declarativa de nomes, datas e factos é diferente da memória processual como andar de bicicleta ou assinar o nosso nome. Agora sabemos que a memória processual usa mais os núcleos da base e o cerebelo, estruturas que estavam intactas no cérebro de H.M.. Esta distinção entre "saber isto" e "saber como" guiou toda a investigação sobre a memória realizada desde então. H.M. morreu com 82 anos após uma vida maioritariamente pacífica num lar. No decorrer dos anos, ele foi examinado por mais de 100 neurocientistas, fazendo da mente dele a mais estudada na história. Após a sua morte, o seu cérebro foi preservado e digitalizado antes de ser cortado em mais de 2000 fatias e fotografado para criar um mapa digital até ao nível dos neurónios, tudo isto durante uma transmissão em directo, vista por 400 000 pessoas. Apesar de H.M. ter passado grande parte da sua vida a esquecer-se das coisas, ele e as suas contribuições para o nosso conhecimento sobre a memória serão lembradas pelas gerações futuras.