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.
Em 1 de setembro de 1953, William Scoville usou uma máquina com uma serrinha barata para cortar o crânio de um jovem e remover partes vitais do seu cérebro sugando-as por um tubo de metal. Não era uma cena de um filme de terror ou de uma repugnante notícia policial. Dr. Scoville foi um dos mais renomados neurocirurgiões de seu tempo, e o jovem era Henry Molaison, o famoso paciente conhecido como “H.M.”, cujo caso trouxe percepções surpreendentes quanto ao funcionamento do cérebro. Quando garoto, Henry havia fraturado o crânio em um acidente e logo começou a ter ataques, desmaios e perda de controle de funções corporais. Depois de anos de episódios frequentes e de abandonar o colégio, o jovem desesperado procurou o Dr. Scoville, um médico destemido notabilizado pelas cirurgias arriscadas. A lobotomia parcial foi usada por décadas para tratar pacientes mentais crendo que as funções mentais tinham uma localização exata em determinadas áreas do cérebro. Tendo tido sucesso com esse procedimento em reduzir ataques em psicóticos, Scoville decidiu remover o hipocampo de H.M., uma parte do sistema límbico que era associada à emoção mas cuja função era desconhecida. A operação parecia ter sido bem sucedida. Os ataques de H.M. praticamente desapareceram sem nenhuma mudança de personalidade, e houve até aumento do seu Q.I. Mas havia um problema: sua memória estava comprometida. Além de perder a maior parte de suas lembranças da década anterior, H.M. era incapaz de formar novas, esquecendo em que dia estava, repetindo comentários, e até fazendo várias refeições seguidas. Quando Scoville informou os resultados a outro especialista, Wilder Penfield, este enviou uma estudante de pós-graduação, Brenda Milner, para pesquisar H.M. na casa de seus pais, onde ele passava seus dias dedicado a tarefas estranhas, e assistindo a filmes clássicos, muitas vezes seguidas, como se fosse a primeira vez. O que ela descobriu por meio de uma série de testes e entrevistas trouxe uma grande contribuição não só para estudar a memória; mais do que isso: redifiniu o que é a memória. Uma das descobertas de Milner pôs em evidencia o fato óbvio de que embora H.M. não pudesse formar novas memórias, ele ainda retinha informações suficientemente longas, de momento a momento, para concluir uma sentença ou achar o banheiro. Quando Milner lhe dava um número ao acaso, ele conseguia lembrá-lo por 15 minutos, repetindo-o constantemente para si mesmo. Mas apenas alguns minutos depois, ele esquecia que o teste tinha sido feito. Os neurocientistas acreditavam que a memória fosse monolítica, que fosse uma coisa igual e armazenada por todo o cérebro. Os resultados obtidos por Miner foram o primeiro indício da diferença ora conhecida entre as memórias de curto e longo prazo; mostraram também que cada uma delas usa regiões diferentes do cérebro. Hoje sabemos que a formação de memória envolve várias etapas. Após os dados sensoriais imediatos terem sido temporariamente transcritos pelos neurônios no córtice, eles vão para o hipocampo, onde proteínas especiais fortalecem as conexões sinápticas corticais. Se a experiência tiver sido muito intensa, ou se nós a recordarmos periodicamente nos primeiros dias, o hipocampo então a transferirá de volta ao córtice para guardá-la permanentemente. A mente de H.M. podia criar as impressões iniciais, mas sem um hipocampo para realizar a consolidação de memória, elas eram apagadas, como mensagens rabiscadas na areia. Mas essa não foi a única diferença de memória que Milner descobriu. Num experimento que ficou famoso, ela pediu a H.M. para desenhar uma terceira estrela no estreito espaço entre os contornos de duas outras concêntricas e ele só poderia ver seu papel e lápis através de um espelho. Como qualquer um que realizasse tarefa tão desajeitada pela primeira vez, seu desempenho foi horrível. Surpreendentemente, ele melhorou ao longo de tentativas repetidas, embora não lembrasse das tentativas anteriores. Seus centros motores inconscientes lembravam do que a mente consciente havia esquecido. O que Milner descobriu é que a memória explícita de nomes, datas e fatos é diferente da memória procedimental, de andar de bicicleta ou assinar seu nome. Sabemos agora que a memória procedimental reside mais nos núcleos da base e cerebelo estruturas que estavam intactas no cérebro de H.M. A distinção entre “saber que” e “saber como” fundamentou, desde então, todas as pesquisa sobre a memória. H.M. morreu com 82 anos depois de uma vida tranquila em uma casa de repouso. Ao longo dos anos, ele foi examinado por mais de 100 neurocientistas, o que fez de seu cérebro o mais estudado em toda a história. Depois de sua morte, seu cérebro foi preservado e escaneado antes de ser cortado em mais de 2.000 fatias e fotografado para compor um mapa digital que desce ao nível de neurônios individuais, tudo em uma apresentação ao vivo vista por mais de 400.000 pessoas. Apesar de H.M. ter passado sua vida esquecendo as coisas, ele e suas contribuições para o nosso entendimento da memória serão lembrados por gerações futuras.