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.
1 Eylül 1953'te William Scoville, bir döndürme kolu ile basit bir matkap testere kullanarak genç bir adamın kafatasını deldi ve beyninin önemli parçalarını çıkarıp metal bir tüpe emdirdi. Bu, bir korku filmi sahnesinden ya da çirkin bir adli rapordan alıntı değildi. Dr. Scoville zamanının en ünlü beyin cerrahlarından biriydi. Genç adamsa beynin nasıl çalıştığına ışık tutmamızı sağlayan, 'H.M.' olarak bilinen meşhur hasta, Henry Molaison'dı. Henry çocukken bir kazada kafatasını çatlatmıştı; sonrasında nöbet geçirmeye, bayılmaya, bedensel işlevlerinin kontrolünü kaybetmeye başladı. Sık nöbetlere yıllarca dayandıktan hatta okulu bıraktıktan sonra umutsuz genç adam, riskli ameliyatlarıyla bilinen gözü pek Dr. Scoville'a gitti. Kısmi lobotomiler; zihinsel işlevlerin, beyindeki ilgili bölgelere bağlı olduğu düşüncesine dayanarak akıl hastalarını tedavi etmek için yıllardır yapılıyordu. Psikoz hastalarının nöbetlerini azaltmada bu yöntemi kullanıp başarılı olunca Scoville, H.M.'nin hipokampusunu çıkarmaya karar verdi. Yani duygularla bağlantılı limbik sistemin bir parçası olduğu bilinen ancak işlevi bilinmeyen bölümü. İlk bakışta ameliyat başarılı geçmiş göründü. H.M.'nin nöbetleri adeta kayboldu, karakterinde bir değişme de olmadı; hatta IQ'su bile yükseldi. Ama bir sorun vardı: Hafızası. H.M., son 10 yılının çoğunu hatırlayamadığı gibi yeni hatıralar da edinemiyordu. Hangi günde olduğunu unutuyor, söylediklerini tekrar ediyor hatta art arda birkaç öğün yemek yiyordu. Scoville başka bir uzman olan Wilder Penfield'a olanları anlattı. Penfield da evinde garip ev işleriyle uğraşıp aynı klasik filmleri, ilk defa izler gibi izleyen H.M.'yi gözlemlemesi için Brenda Milner diye bir doktora öğrencisini görevlendirdi. Milner'ın bir dizi test ve görüşmeyle keşfettiği şeyler, hafızayla ilgili araştırmalara katkı sağlamakla kalmadı; hafızanın tanımını da baştan yaptı. Milner'ın bulgularının ışık tuttuğu bilgilerden biri şuydu: H.M. yeni anılar edinemese de cümlesini bitirebilecek ya da banyonun yerini bulabilecek kadar süre bilgileri hafızasında tutabiliyordu. Milner ona rastgele bir numara verdiğinde numarayı, sürekli tekrar ederek 15 dakika aklında tutabiliyordu. Ama 5 dakika sonrasında testin yapıldığını bile hatırlamıyordu. Nörologlar; hafızanın tek parça ve esasen aynı olduğunu, ve beynin her yerinde depolandığını düşünüyorlardı. Milner'ın edinimleri, şu an aşina olunan kısa ve uzun süreli belleğin temellerini atmakla kalmayıp her birinin, beynin farklı bölümlerini kullandığını da ortaya çıkardı. Artık biliyoruz ki hatıralar, birkaç adımda biçimleniyor. Duyusal veriler; nöronlar tarafından kalıcı bir şekilde kortekse kopyalanır, sonra da kortikal sinaptik bağlantıları güçlendiren özel proteinlerin olduğu hipokampusa gider. Eğer olay yeterince güçlüyse ya da o olayı ilk birkaç gün içinde belli aralıklarla hatırlarsak hipokampus o anıyı kalıcı olarak depolamak için tekrar kortekse yollar. H.M.'nin zihni ilk izlenimleri edinebiliyordu ama anıyı pekiştirecek bir hipokampus olmadığından tıpkı kuma yazılan bir yazı gibi silinip gidiyordu. Ancak Milner'ın hafızayla ilgili farkettiği tek şey bu değildi. Şu an ünlü olan deneyi yaparak H.M.'den eş merkezli iki yıldızın arasındaki dar boşluğa üçüncü bir yıldız çizmesini istedi. Bunu yaparken de kağıt ve kalemini bir aynadan görecekti. Böylesine garip bir testi ilk defa gören birçok insan gibi H.M. de çuvalladı. Ama şaşırtıcı bir şekilde testi tekrarladıkça önceki girişimlerini hatırlamamasına rağmen, gelişme gösterdi. H.M.'nin bilinçsiz motor merkezi, bilinçli zihnin unuttuğu şeyi hatırladı. Milner isim, tarih ve bilgi belleğinin; bisiklet sürmek ya da imza atmak için olan işlemsel bellekten farklı olduğunu buldu. Bugün biliyoruz ki işlemsel bellek, bazal ganglion ve beyincikte yer alıyor, yani H.M.'nin beynindeki dokunulmayan bölgelerde. ''Bir şeyi bilmek'' ve ''nasıl olduğunu bilmek'' arasındaki bu fark o zamandan beri hafıza araştırmalarının temelini destekliyor. H.M. çoğu huzurlu geçen bir hayattan sonra bir bakımevinde 82 yaşında vefat etti. Yıllarca 100'den fazla nörolog tarafından muayene olarak beyni en çok incelenen insan oldu. Vefatı üzerine beyni korunup tarandıktan sonra, nöronlara kadar dijital bir haritasının çıkarılması için 400.000 kişi tarafından izlenilen bir yayında 2000 parçaya ayrıştırıldı ve fotoğraflandı. Hayatının çoğunu bir şeyleri unutarak geçirmiş olsa da H.M. ve hafızayı anlamaya yönelik katkıları nesillerce unutulmayacak.