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.
Vào ngày 1 tháng 9 năm 1953 William Scoville dùng một máy quay bằng tay và một chiếc khoan cưa rẻ tiền để mở hộp sọ của một chàng trai, cắt đi một phần quan trọng trong bộ não rồi hút chúng ra bằng một ống kim loại. Nhưng đây không phải là trích đoạn của phim kinh dị, hay trong báo cáo vụ án của cảnh sát Bác sĩ Scoville là một trong những bác sĩ thần kinh hàng đầu ở thời của ông còn chàng trai trẻ tên là Henry Molaison, một bệnh nhân nổi tiếng, được biết đến với cái tên "H.M". Ca bệnh của anh đã mở ra những khám phá tuyệt vời về cách não bộ chúng ta làm việc. Khi còn là cậu bé, Henry đã bị nứt sọ trong một tai nạn và sớm bắt đầu các cơn co giật, bất tỉnh và mất kiểm soát các chức năng cơ thể Sau khi trải qua những đợt tập luyện hàng năm, thậm chí phải nghỉ học ở trường cấp ba chàng trai tuyệt vọng ấy đã gặp Bác sỹ Scoville một người nổi tiếng liều lĩnh chuyên thực hiện các ca phẫu thuật đầy rủi ro Phẫu thuật thùy não bộ phận từ lâu đã được dùng để chữa bệnh tâm thần dựa trên quan điểm các chức năng thần kinh được phân định chặt chẽ tương ứng với các vùng não bộ khác nhau Từng áp dụng thành công phương pháp này để giảm co giật ở bệnh nhân rối loạn tâm thần, Scoville quyết định loại bỏ thùy cá ngựa của H.M, một phần của hệ thống não rìa chi phối cảm xúc con người, nhưng chưa ai biết về chức năng thực sự của nó. Ban đầu, ca phẫu thuật đã thành công, những cơn co giật của H.M gần như biến mất mà không có thay đổi nào về tính cách thậm chí IQ của anh còn tăng lên. Nhưng có một vấn đề: trí nhớ của H.M bị ảnh hưởng nghiêm trọng Ngoài việc mất toàn bộ kí ức từ 10 năm trở lại, H.M không thể tạo lập kí ức mới, mất khái niệm ngày tháng, lặp đi lặp lại nhận xét, và thậm chí ăn nhiều bữa liên tục Scoville đã trao đổi với một chuyên gia, Wilder Penfield, về các kết quả đó, ông ta đã gửi một nghiên cứu sinh Tiến sĩ tên là Brenda Milner đến nhà để tìm hiểu về trường hợp của H.M, nơi mà anh ta dành cả ngày để làm những công việc kì cục hay xem đi xem lại những bộ phim kinh điển. Thông qua một loạt các cuộc thử nghiệm và phỏng vấn Điều cô phát hiện ra vừa đóng góp đáng kể vào lĩnh vực nghiên cứu trí nhớ, vừa tái định nghĩa kí ức thực chất là như thế nào. Một phát hiện của Milner làm sáng tỏ một thực tế rõ ràng: dù H.M. không thể tạo được kí ức mới, anh ta vẫn lưu giữ thông tin đủ lâu để hoàn chỉnh một câu nói hay tìm ra phòng tắm ở đâu Khi Milner đưa anh ta một số ngẫu nhiên, anh ta có thể ghi nhớ nó trong 15 phút bằng việc lặp lại liên tục con số đó. Nhưng chỉ 5 phút sau, anh hoàn toàn quên rằng bài kiểm tra đã diễn ra. Các nhà thần kinh học từng cho rằng ký ức như khối đá chưa đẽo gọt các thành phần cấu tạo giống nhau về bản chất và lưu trữ ở não. Kết quả của Milber vừa là đầu mối cho sự khác biệt hiện tại giữa trí nhớ ngắn hạn và dài hạn vừa chỉ ra mỗi loại trí nhớ dùng vùng não khác nhau Ngày nay ta biết việc tạo ký ức gồm một số bước nhất định Sau khi dữ liệu cảm giác tức thời được tạm mã hóa bởi tế bào thần kinh vỏ não, nó được đưa tới thùy cá ngựa, nơi protein đặc biệt làm việc để tăng cường kết nối khớp thần kinh vỏ não Nếu trải nghiệm đủ mạnh, hay được nhắc đến nhiều lần trong vài ngày đầu tiên, thùy cá ngựa sẽ chuyển kí ức này về vỏ não để lưu trữ vĩnh viễn. Não của H.M có thể tạo ấn tượng ban đầu, nhưng thiếu thùy cá ngựa để củng cố trí nhớ, chúng sẽ mất, như khi viết nguệch ngoạc trên cát vậy. Đó không phải là điểm khác biệt duy nhất Milner tìm được. Trong một thí nghiệm nổi tiếng, cô yêu cầu H.M vẽ đường viền của ngôi sao thứ ba. trong khoảng trống hẹp giữa đường viền của hai ngôi sao đồng tâm khi anh ta chỉ được nhìn tờ giấy và bút chì thông qua mặt gương. Như mọi người khi lần đầu tiên nhận được một yêu cầu kì lạ, anh ta làm rất tệ. Nhưng anh ta đã làm tốt hơn khi thực hiện nhiều lần dù anh không nhớ chút nào về những lần thử trước. Tiềm thức của anh ta nhớ những gì ý thức đã quên. Điều Milner tìm ra là trí nhớ quy nạp tên, ngày tháng và các sự kiện khác biệt với trí nhớ kĩ năng làm việc như đạp xe hay kí tên. Và chúng ta biết rằng trí nhớ kĩ năng làm việc dựa phần lớn vào hạch nền và tiểu não, các cấu trúc còn nguyên vẹn trong não H.M Sự khác biệt giữa "biết rằng là" và "biết làm thế nào mà" đặt nền móng cho tất cả nghiên cứu về trí nhớ sau này. H.M thọ 82 tuổi sau khi sống cuộc đời thanh bình ở nhà dưỡng lão. Những năm đó, ông được kiểm tra bởi hơn 100 nhà thần kinh học. khiến ông trở thành bộ óc được nghiên cứu nhiều nhất trong lịch sử. Sau khi ông mất, bộ não của ông được bảo quản và được scan trước khi bị cắt thành hơn 200 mảnh riêng biệt rồi chụp lại để làm ra bản đồ kĩ thuật số ở mức tế bào thần kinh đơn, Toàn bộ quá trình được truyền hình trực tiếp cho 400,000 khán giả. Mặc dù gần cả cuộc đời, H.M chẳng nhớ gì, ông và những đóng góp đối với hiểu biết về bộ nhớ sẽ được ghi nhận cho thế hệ mai sau.