Hans Berger脑电图之父的人生摘要
摘要:在1938年当脑电图被学术界接受之时,第二次世界大战要开始了,因为英美法都是敌对国,Berger访美计划搁浅。同时大概因为只是英美法学者对脑电图重视,德国本土学者根本不相信,德国当时的纳粹政权禁止研究脑电图。
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HansBerger(1873-1941)(上图)是德国精神病学家,精神生理学家,他对神经科学的贡献是发明了和命名了脑电图-Electroencephalography,EEG,德语是Elektrenkephalogramm。
此外,Berger发现了“阿尔法波-AlphaWave”,被后人命名为“Berger波-Berger’sWave”。
在1897年从Jena大学医学院毕业后Berger去了OttoLudwigBinswanger(1852-1929)的大学精神科诊所做助手。Binswanger是神经和精神科主任,也是脑白质损伤的发现者(见Binswanger一章)。
同时做助手的是KorbinianBrodmann(1868-1918),脑分区的发明人。
Berger与他的实验助手BaronessUrsulaVonBulow在1911年结婚,生了一儿三女。在1912年Berger升为主任医师,到1919年取代Binswanger成为教授和主任。
Berger(上图)毕业后,从1901-1919年,在Binswanger的欣赏和保护下,Berger可以说是一帆风顺,从助手迅速升为主任医师和副教授。
但是在Binswanger退休时,因Berger的孤独性格,不屈不挠的精神(也可以看做是持迷不悟),和长年实验的失败,导致他政敌无数,风烟四起,对Binswanger提议由Berger出任教授的提案更是一派反对之声。
虽然在Binswanger和Berger的努力下,Berger如愿以偿,晋级教授主任,但他失去了其他人心,陷入更孤独的境地。
Berger一生的追求是发现主观的精神现象与客观的脑活动的联系。
在1901到1907年期间Berger受到AlfredLehmann“脑能量–BrainEnergy”理论的影响,开始研究脑的循环,他描述了脑血流博动的体积描记。Berger使用开颅手术暴露脑血管,研究了心率,呼吸,血管功能,和体位对脑血流博动的影响。
Berger的第一个病人是个23岁因枪伤造成颅骨缺损而脑皮层暴露,所以Berger可以测量脑血流博动。Berger的实验包括智能检测,各种气味,和惊吓如在病人脑后放枪对脑血流的影响。
同时Berger研究了药物,包括樟,地高辛,咖啡,可卡因,和吗啡对脑血流博动的作用。
Berger试图用脑循环实验来研究精神表现。
在当时的实验条件下,虽然Berger获得大量脑血流资料,但是他无法肯定的发现精神因素对脑循环的影响,也不能解释脑能量理论。
在1907年后他又开始研究精神活动与脑温度的关系。
Berger(上图)赞同AngeloMosso的设想,认为在大脑皮层中,”精神能量-PsychicEnergy”的产生,伴随热能量,电能量,和“神经能量-NeuralEnergy”的产生。
可惜实验仍然无法证实Berger的设想,估计人脑在思考时产生的热能太低而无法测量。
但是20年来Berger仍然坚信精神能量的概念。
Berger坚持相信脑电信号是有他个人的经历和根源的。
Berger出生在Neuses,父亲是医生。在1892年入学柏林大学,先学天文,但一学期后放弃。
Berger随后入伍,他在骑马时跌伤,吓得半死。他在远方的姐姐居然那天感觉到Berger可能有难,坚持让Berger的父亲打电报询问。
在当时打电报是一件大事,而且他父亲从未给Berger打过电报。
这一事件对Berger(上图)触动极大,他因此相信亲人之间有自发性“精神感应-MentalTelepathy",他认为当他处于危险之中,他传出脑电信号,被他姐姐接收到。
这一事件改变了Berger的一生,使他20年来孤独的追求"心灵-Mind-与脑"的联系。
Berger因此加入Jena大学,改学医,想找到与精神活动相对应的脑电信号,或精神能量的生理基础。
在脑循环和脑温度实验都失败之后,Berger决定全力以赴测试脑的电活动。他早期的测量结果不佳,直到23年后(从1902到1925年)Berger使用了两种方法。一是开颅后刺激运动皮层,二是测量从刺激皮层到对侧肢体出现反应的时间,然后记录脑表面自发电位的改变。
Berger进一步改善他的方法,在几位颅骨有缺损,脑皮层暴露的病人头上测量脑皮层自发电位波动。
在1929年Berger发表了他的第一篇脑电图文章,记录了他在1924年7月6日的实验,人类第一个脑电图记录。
Berger的第一次脑电图记录是在一次神经外科手术时进行的。病人是一位17岁的男孩Zedel,经历过两次脑肿瘤手术,神外医生是NikolaiGuleke。
其实Berger当时并不确定他的观察,因为第一次记录的脑电图极其粗糙不堪,毫无波型,难以辨认。他等了五年,直到技术改善波型清晰后,才敢发表第一篇文章“从头部表面记录人脑的电活动-RecordingtheElectricalactivityoftheHumanBrainfromtheSurfaceoftheHead”。文章(上图)是:“人的脑电图-überdasElektrenkephalogrammdesMenschen”.ArchivfürPsychiatrieundNervenkrankheiten,1929,87:527-570.
为了完善脑电图记录,Berger在他儿子Klaus头上实验了73次脑电图,使他儿子长期理短发。Berger还用针做电极,在他自己头上做了56次脑电图。
不用开颅,在头皮下直接测量脑电图,是一场革命。Berger不再依赖因外伤或手术造成颅骨缺损的病人,而使脑电图用于所有的人。
可惜德国同行们都不相信那些淡淡的曲线是真的,认为Berger大搞歪门邪道。
Berger(下图)平静的对待这些怀疑和歪曲,毫不动摇,而且连续发表了14篇脑电图文章,但是Berger无法解释这些电信号的机理。
直到1934年英国的电生理学家EdgarDouglasAdrian和BryanHaroldCabotMatthews证实了Berger的观察,在1937年巴黎的一个心理学会议上脑电图才被承认和接受。文章是:E.AdrianandB.Matthews.“TheBergerRhythm,”inBrain,57(1934),355–385。
由此,Adrain和Matthews命名了阿尓法波为Berger波。
当时Berger受邀出席了会议,受到与会代表崇拜般的赞美。据说Berger因不习惯,含着眼泪说,“在德国他并不是什么名人”。
英美学者对脑电图的前景万分看好,在会议中形成决议,邀请Berger访美讲学指导。Berger还为此专门复习了英语。
到了1938年,脑电图被迅速推广,在美国,英国和法国(但不在德国)立即进入临床诊断。
在1938年当脑电图被学术界接受之时,第二次世界大战要开始了,因为英美法都是敌对国,Berger访美计划搁浅。同时大概因为只是英美法学者对脑电图重视,德国本土学者根本不相信,德国当时的纳粹政权禁止研究脑电图。
同年1938年9月30日,Berger被告之他第二天必须退休。
单纯从学术上看,脑电图(上图,Berger儿子Klaus的脑电图),颅骨上两点之间的电位信号,并没有揭示任何精神能量与脑电活动之间的关系,没有解决感应问题,在这一点上可以说Berger最终还是失败了。
又一个“有心栽花花不开,无心插柳柳成荫”的故事。
回顾身体电信号的历史,有很多无意中的发现。意大利的LuigiGalvani(1737-1798)无意中发现青蛙体内的生物电-BiologicalElectricity(见Galvani一章),导致了AlessandroVolta(1755-1832)做出"电池-VoltaicPile"和LuigiRolando(1773-1831)第一个用电来刺激大脑皮层(见Rolando一章)。虽然多人怀疑脑的电信号指挥对侧肢体动作,英国的RichardCaton第一个在动物脑灰质发现电流(那时还没有照像机),而Berger第一个记录了人的脑电图,并且使用了"阿尔法-Alpha"和"拜他-Beta"波来描述脑电图。
Berger已经累了,一意孤行二十多年,经历了无数的失败,尝遍世态炎凉,终于找到"脑的镜子-BrainMirror"。在Berger眼里,脑电图就是脑的镜子,反映出脑子里的活动。
Berger无意中发现的脑电图,他实验设想失败的副产品,却成了神经系统疾病,癫痫,脑肿瘤,脑外伤等的诊断和治疗的重要工具。
与其他学者一样,Berger也受到十九世纪的时代影响。Berger(下图)借鉴了前人的理念和实验方法,甚至他文章的题目也与先前学者们近似。
在Berger之前,英国的RichardCaton(1842-1926)在1875年测量过开颅动物,兔子,猫和猴子的脑电活动,但是无法图像记录这些电活动。文章是:R.Caton,“TheElectricCurrentsoftheBrain,”inBritishMedicalJournal(1875),ii,278;
1913年俄国的VladimirV.PravdichNemminski(1879-1952)在狗上做了第一次经颅电记录,但是使用了老旧的Einthoven弦电流计。文章是:W.Nemminski,“EinVersuchderRegistrierungderelektrischenGehirnerscheichungen,”inZentralblattfürPhysiologie,27(1913),951–960.
但是Berger第一次在人脑上发现了脑电图。
其实Berger当时什么都看不见,在显示器上出现的脑电波是由助手照像来记录的,在洗出照片后Berger才能看到脑电信号。
另外,在使用脑电图时Berger首先描述了正常与病理脑的不同波型,尤其是“阿尔法波-AlphaWave”,或者叫Berger波。
Berger第一个研究和描述了脑疾病,尤其是癫痫时脑电图改变的特点。
提到癫痫就不得不说到情人节,意大利的"圣瓦伦丁-StValentine"大概是一个医生,据说他在公元273年2月14日治好了他女朋友Serapia的癫痫(上图),所以成了爱情和癫痫的化身,难怪人们为爱痴狂。
Berger性格保守,简捷,守时,对助理有高要求。因为实验长年不顺利,他长期郁闷。另外他的同事们都不相信他的成果,看不起他,认为他平淡无能,甚至反对他提升为教授,使他日益孤独。
据说Berger曾两次获得诺贝尔奖提名,但是当时的纳粹政权干预了提名并不允许他接受授奖。
退休后Berger情绪更加低落,心脏不好,又有严重的皮肤感染,Berger在1941年6月1日在他工作多年的医院里上吊自杀身亡。
满纸荒唐"波",一把辛酸泪。都云作者痴,谁解其中味。
也是,从一道心灵感应,到二十多年孤独的旅程,从坚信脑电感应,到实验反复失败,从意外发现脑电图,到又无人相信,从脑电图刚被接受,到他立即就被退休,Berger毫无成功的喜悦。
想起宋人辛弃疾的破阵子:
“醉里挑灯看剑,梦回吹角连营。
八百里分麾下炙,五十弦翻塞外声。
沙场秋点兵。
马作的卢飞快,弓如霹雳弦惊。
了却君王天下事,赢得生前身后名。
可怜白发生!”
在辛弃疾的笔下将军们只是白发生,而Berger为了科学付出了他的生命。
在当时只有腰穿和脑室空气造影的手段时,Berger的脑电图引起神经内-外科一场革命,成为1930-1970年间最重要的神经检查方法。
记得我在1984年做重庆医学院神内硕士研究生时,导师沈鼎烈(下图,和本文作者)就是当时中国脑电图的大家之一,他好像那时刚与贵州的卢亮教授合办了一本脑电图杂志。
而脑电图就是当时神经内科里的尖端仪器了。
在2017年6月访问贵阳时才知道我的一个弟子居然现在管理这本杂志,人生真是轮回啊。
后人认为Berger对临床神经科学做出了意想不到,突出的,纪念碑式的贡献。
有人说Berger的成功源于他孤独的性格和永往直前的征程。
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