摘要：我们每个人内心深处都藏着一个微缩版的自我。加拿大神经学家怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）在20世纪30年代发现了这个“小人”。当时，他打开病人的头骨，进行脑部手术。他有时会对大脑表面的不同部位施加轻微的电击，并询问病人——即使他们仍然保持意识
Wilder Penfield：
点亮大脑地图的先行者
BCI encyclopedia
每/周/一/篇/轻/百/科
我们每个人内心深处都藏着一个微缩版的自我。加拿大神经学家怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）在20世纪30年代发现了这个“小人”。当时，他打开病人的头骨，进行脑部手术。他有时会对大脑表面的不同部位施加轻微的电击，并询问病人——即使他们仍然保持意识——是否有任何感觉。有时，他们的舌头会感到刺痛。有时，他们的手会抽搐。彭菲尔德绘制了一张这些反应的地图。最终，他绘制了一幅超现实的人体画像，描绘了人体在大脑表面的伸展。在1950年的一本书中，他绘制了一张这个所谓的“侏儒”的地图。
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从诗意到手术刀
01.
Penfield 的成长经历本身就很特别。他 1891 年出生于美国华盛顿州，早年在普林斯顿大学读书时一度对文学感兴趣，后来却转向医学。一次偶然的经历改变了他的人生：在普林斯顿踢橄榄球时，他头部受伤，险些丧命。这让他深刻意识到大脑与神经系统的脆弱与重要，从此立志研究神经科学。他后来进入牛津大学深造，并师从当时神经学界的大师 Charles Sherrington（诺贝尔奖获得者，提出“突触”概念的人）。在 Sherrington 的影响下，Penfield 开始关注大脑功能的具体定位问题。
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刺激实验与“运动小人”
02.
Penfield 最重要的医学贡献是为癫痫病人开发了一种全新的手术方法。传统手术往往要在病人全麻状态下进行，很难精确判断癫痫发作的起始点。而 Penfield 提出，在病人清醒的情况下进行开颅手术，用电极直接刺激大脑皮层。
这种“清醒开颅”的方法虽然听起来可怕，但实际上病人并不会感到疼痛（大脑本身没有痛觉受体），还能在手术中与医生交流。通过病人的反应，医生就能确定癫痫灶的位置，进而精准切除。Penfield 在这一领域的贡献，使无数癫痫患者获得了有效的治疗机会。
20世纪30年代至40年代，彭菲尔德为1000多名患者做过手术，从而全面“绘制”了大脑皮层各个区域的功能。对某些区域进行电刺激，可以唤起久违的记忆；而另一些区域则引发了音乐或嗅觉幻觉，其中最著名的案例就是让一位患者报告：“我闻到了烤焦面包的味道！”
然而，他最重要的发现是感觉皮层和运动皮层的组织结构，这是两条狭窄的、相邻的组织带，从大脑顶部延伸到底部，位于中央沟的两侧，中央沟是分隔额叶和顶叶的深裂缝。
在这里，对裂隙前方的刺激会引发身体特定部位的细微运动或肌肉抽搐，而对其后方的刺激则会引发感觉。重要的是，身体在这两个区域似乎都以高度有序的方式进行映射，因此，对相邻斑块的刺激会引发身体另一侧相邻部位的运动或感觉。
因此，刺激大脑顶部会引发臀部和躯干的运动或感觉，而沿着大脑外表面逐渐向下的刺激会首先引发肩部、手臂、肘部、前臂，然后是手腕的反应。最后，两组组织带中的一大块分别代表手部，每根手指都单独代表，另一大块则代表面部、舌头和喉咙。至关重要的是，尽管患者各身体部位组织的具体大小和位置各不相同，但从大脑顶部到底部的渐进刺激所引发的反应顺序始终相同。
在每次手术过程中，彭菲尔德都会在患者的大脑上贴上带有数字的小贴纸，并记录电刺激该特定组织块所引起的反应。
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对脑机接口的意义
03.
Penfield 的工作，对今天的脑机接口研究有着直接而深远的意义。脑机接口需要找到大脑中“最有用”的信号源，而 Penfield 的地图正好提供了指南。今天，科学家在运动皮层植入电极，让瘫痪患者用意念控制机械臂或打字，实际上就是在利用他当年描绘的“运动小人”区域。
更重要的是，他开创的“清醒开颅”理念，启发了后续大量的临床研究。比如，现代脑机接口志愿者植入 Utah Array 电极阵列时，也是在清醒状态下完成，患者能够实时报告感受，帮助研究人员找到最合适的信号位置。
可以说，Penfield 不仅帮助癫痫患者重获健康，也为人类理解大脑功能、开启脑机接口研究之路奠定了坚实的基础。
文章来源：https://www.saydigi.com/2018/01/wilder-penfield-google-doodle.html
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来源：启真脑机智能基地