Frenologia: od guzów na głowie do narodzin neuronauki

Przeszłe wierzenia często wydają się śmieszne i dziwaczne, a żadne z nich nie jest tak zabawne, jak pogląd wyznawany przez większość XIX wieku przez każdego, od przeciętnego obywatela do wielkich postaci kultury i czołowych naukowców. Wszyscy oni byli przekonani, że możliwe jest określenie osobowości jednostki poprzez wyczucie guzków na jej głowie.

Franz Joseph Gall, wynalazca frenologii

Początkowo znany jako kranioskopia, frenologia była pomysłem Franza Josepha Galla, wiedeńskiego lekarza.

W latach dziewięćdziesiątych XVII wieku Gall zasugerował, że charakter człowieka można podzielić na kilka zdolności umysłowych, z których każda była wytwarzana przez określony organ w mózgu.

Przede wszystkim Gall twierdził, że możliwe jest wykrycie względnej wielkości tych organów poprzez wyczucie kształtu czaszki (nigdy nie odniósł się do dość oczywistego problemu, że koścista czaszka jest grubsza w niektórych miejscach niż w innych, oraz że jest pokryta mięśniami i skórą, które utrudniają precyzyjne zmierzenie jej kształtu).

Pomimo, że była całkowicie błędna, Teoria Galla opierała się na trzech spostrzeżeniach, które do dziś stanowią podstawę naszego rozumienia związku między mózgiem, umysłem i zachowaniem.

Po pierwsze, Franz Gall uważał, że „mózg jest organem wszystkich wrażeń i wszystkich dobrowolnych ruchów”.

Po drugie, Gall zakładał, że istnieje lokalizacja funkcji, w której bardzo dokładne części mózgu były odpowiedzialne za różne aspekty myślenia i zachowania.

Wreszcie Gall wyjaśnił, w jaki sposób ludzie dzielą większość swoich zdolności psychologicznych i leżących u ich podstaw organów ze zwierzętami. Tylko osiem z jego 27 zdolności było unikalnych dla ludzi – mądrość, poezja i tym podobne.

Gall twierdził, że to porównawcze podejście pozwoliło mu odkryć „prawa organizmu”, nawet jeśli związek między zachowaniami u zwierząt i u ludzi był czasem wątpliwy – na przykład zdolność dumy była uważana za identyczną ze skłonnością kozic górskich, ptaków i tak dalej do życia w wysokich miejscach (słowo użyte przez Galla dla „dumy” to „hauteur”, które oznacza również „wysokość”).

Czytaj więcej o wiktoriańskiej medycynie:

• Joseph Lister i ponura rzeczywistość wiktoriańskiej chirurgii
• Pięć szybkich faktów o wiktoriańskich znachorach
• Kradnący uśmiechy: 10 obrazów z historii stomatologii, które sprawią, że się skrzywisz

W 1815 roku Gall pokłócił się ze swoim kolegą frenologiem Johannem Spurzheimem. Na jednym poziomie różnice wydawały się błahe – Spurzheim opisał osiem dodatkowych narządów i zdolności, a także wprowadził inny zestaw terminów psychologicznych. Jednak spór sięgał znacznie głębiej.

Franz Gall twierdził, że zdolności są wrodzone i stałe, a ich nadmiar może prowadzić do mniej pożądanych zachowań, takich jak pożądliwość, walka czy oszustwo.

Dla Spurzheima niemoralne i przestępcze zachowania były konsekwencją doświadczenia; edukacja mogła zmienić rozmiar organów mózgu, a tym samym zmienić zachowanie.

Rosnąca popularność frenologii

Pozytywniejsza, a nawet terapeutyczna frenologia Spurzheima była wersją, która zaczęła podbijać popularną wyobraźnię w Europie i USA.

Towarzystwa frenologiczne pojawiły się w wielu krajach. W Wielkiej Brytanii pierwszymi członkami tych towarzystw byli zawodowi mężczyźni i intelektualiści, ale grupy te wkrótce weszły w interakcję z Instytutami Mechaniki oraz Towarzystwami Literacko-Filozoficznymi, które były cechą charakterystyczną rozwijających się miast przemysłowych, dając frenologii prawdziwie masowe poparcie.

Mimo – a może właśnie z powodu – tego popularnego zainteresowania, intelektualiści i lekarze nigdy nie byli całkowicie spokojni o frenologię. Na stronach Encyclopaedia Britannica, lekarz Peter Mark Roget (późniejszy autor tytułowego Thesaurus) szydził z tego, co nazwał „metafizycznym labiryntem trzydziestu trzech specjalnych wydziałów, na które przeanalizowano ludzką duszę”.

Potem odrzucił sugestię frenologów, że uszkodzenie mózgu prowadzi do zmian w zdolnościach umysłowych, po czym stwierdził, że „nie podano żadnego bezpośredniego dowodu na to, że obecność jakiejkolwiek szczególnej części mózgu jest zasadniczo konieczna do wykonywania czynności umysłu”.

Prywatnie, naukowcy mogli być jeszcze bardziej szczerzy: w 1845 roku profesor geologii z Cambridge, wielebny Adam Sedgwick, napisał list do swojego kolegi Charlesa Lyella, opisując frenologię jako „tę studnię ludzkiej głupoty i praterskiej kokombrii”.

Od końca lat czterdziestych XIX wieku frenologia zaczęła słabnąć jako siła społeczna. Londyńskie Towarzystwo Frenologiczne rozpadło się w 1846 roku, podczas gdy we Francji nieśmiałe, indywidualnie ukierunkowane zmiany postulowane przez wielu frenologów wydawały się zupełnie nieadekwatne, gdy fala rewolucji, która przetoczyła się przez kontynent w 1848 roku, rozbiła się o kraj.

Ścieżka do neuronauki

Ale to nie był koniec frenologii. Nie tylko utrzymywała się jako nieco niepoważne popularne przekonanie (trochę jak astrologia lub kryształowe bzdury dzisiaj), przede wszystkim, najnowocześniejsza nauka o mózgu ujawniła, że jeden z kluczowych postulatów frenologii – poszczególne funkcje są zlokalizowane w poszczególnych częściach mózgu – wydawał się prawdziwy.

Pierwszy wgląd przyszedł we Francji, gdzie społeczność naukowa była zjednoczona w swoim sprzeciwie wobec frenologii, argumentując, że cała aktywność mózgu była konsekwencją całego organu, który działał w sposób jednolity i niepodzielny.

Ten pogląd – wynikający raczej z filozofii Kartezjusza niż z jakichkolwiek dowodów naukowych – został poważnie zachwiany na początku lat sześćdziesiątych XIX wieku, kiedy wiodący francuski chirurg Paul Broca zbadał mózgi pacjentów po udarze, którzy mieli trudności z mówieniem.

Według jego wielkiego zdziwienia Broca odkrył, że wszyscy oni mieli zmiany w tym samym przednim obszarze mózgu, po lewej stronie. Używając uderzająco frenologicznych określeń, Broca ogłosił, że odkrył „organ wydziału mowy”.

Obecnie znany jako obszar Broki, ten region mózgu rzeczywiście kontroluje produkcję mowy.

Kilka lat po odkryciu Broca, w 1870 roku, dwaj młodzi niemieccy badacze, Gustav Fritsch i Eduard Hitzig, donieśli, że dramatyczne efekty można uzyskać poprzez delikatną stymulację elektryczną zewnętrznych warstw mózgu znieczulonego psa.

Pracowali na korze mózgowej, regionie mózgu, który wszyscy przyjęli, że nie reaguje na stymulację jakiegokolwiek rodzaju. Zaskakująco, Fritsch i Hitzig odkryli, że elektryczna stymulacja jednej części kory poruszyła kończyny przednie, innej wywołała drgawki na twarzy, a jeszcze innej poruszyła mięśnie nóg.

W Londynie David Ferrier, 27-letni neurolog, zastosował tę technikę do stworzenia bardzo dokładnej mapy kory mózgowej małp, pokazując, jak różne zdolności motoryczne, a nawet sensoryczne, takie jak słuch, były specyficznie zlokalizowane w małych obszarach mózgu.

Nie były to psychologiczne „zdolności”, jak zakładali frenolodzy, lecz bardziej podstawowe funkcje, z których w jakiś tajemniczy sposób można było złożyć bardziej złożone zachowania, a nawet myśli.

Dwa badania przekonały Ferriera, że ludzie, również wykazywał lokalizację funkcji w mózgu.

W 1874 roku w szpitalu w Cincinatti profesor Roberts Bartholow przeprowadził skandaliczny, ale dziś zapomniany eksperyment. Pacjentka Bartholowa, 30-letnia Mary Rafferty, miała paskudny wrzód na skórze głowy, który odsłonił jej mózg.

Bartholow wprowadził elektrody do mózgu Mary, odnotowując jej mimowolne ruchy i reakcje behawioralne, gdy włączał prąd, podobnie jak Fritsch i Hitzig znaleźli to u swojego psa.

Ale Bartholow donosił, że „jej oblicze wykazywało wielkie cierpienie, a ona sama zaczęła płakać”, kontynuował stymulację aż do momentu, gdy dostała ataku. Następnie powtórzył procedurę dwa dni później.

Kilka chwil po tym, Mary zmarła. Bartholow został ostro skrytykowany za swoje nieetyczne zachowanie i został zmuszony do złożenia pół-apologii.

Czytaj więcej o ekstremalnych eksperymentach w historii nauki:

• Zakazana medycyna: co robimy, gdy przełomowe odkrycia medyczne są nieetyczne?
• Pięć eksperymentów, które mogły mieć wpływ na „Frankensteina” Mary Shelley
• Smoczy oddech, wymiotujące ślimaki i lekarstwa dla gołębi: 8 dziwacznych opowieści medycznych z historii

Ferrier był zgorszony badaniami Bartholowa, ale zdał sobie sprawę, że sugerują one, iż ludzie nie różnią się od innych zwierząt pod względem organizacji mózgu.

Jeszcze bardziej utwierdził się w tym przekonaniu, gdy zauważył podobieństwa między zmianami w zachowaniu jednej z jego małp po usunięciu przedniej części mózgu, a wcześniej przeoczoną uwagą w raporcie z 1868 r. o wypadku przy pracy, który miał miejsce w 1848 r. w przypadku Phineasa Gage’a, amerykańskiego robotnika kolejowego.

Gage został ciężko ranny, gdy żelazny pręt przebił przednią część jego czaszki, ale cudem wyzdrowiał po straszliwych obrażeniach i nawet wiele podróżował, zanim zmarł 12 lat później. Za życia Gage był dobrze znany, ponieważ przeżył.

Ferrier zauważył, że zgodnie z dokumentem z 1868 roku, Gage stał się „fitful” i „irreverent” po wypadku. Zestawiając to anegdotyczne i nieweryfikowalne twierdzenie z obserwacjami jego małpy, Ferrier doszedł do wniosku, że „frenolodzy mają, jak sądzę, dobre podstawy do lokalizowania zdolności refleksyjnych w przednich regionach mózgu”.

W dzisiejszych czasach studenci neurobiologii czytają o Gage’u, ale nie dowiadują się, jak reinterpretowano skutki jego urazów, ani nie znają związku z pseudonauką frenologii.

Frenologia była bzdurą, ale pomogła stworzyć podstawy do zrozumienia funkcjonowania mózgu w kategoriach aktywności poszczególnych regionów, co nadal jest przedmiotem wielu badań naukowych.

Do jakiego stopnia naprawdę istnieje lokalizacja funkcji, a nasze mózgi mają prawdziwie modularną strukturę, z różnymi procesami zachodzącymi w różnych obszarach, jest kwestią dyskusyjną. Do pewnego stopnia wciąż powtarzamy argumenty, których wymagała od nas frenologia, ponad 150 lat temu.