Thanh sắt xuyên qua não Phineas Gage và sự thật về cuộc hồi sinh thay đổi ngành thần kinh học

Khoảng 30 phút sau tai nạn, Phineas Gage ngồi ngay ngắn trên chiếc ghế đặt ngoài một khách sạn. Trước đó, một thanh sắt nén nổ dài 1,1 mét, nặng 6 kg với đường kính 3,2 cm vừa đâm thẳng vào phần mặt bên trái của ông. Dù vừa trải qua cú ngã ngửa cùng những cơn co giật nhẹ tứ chi, người thợ đường sắt ấy đã có thể nói chuyện chỉ sau vài phút, tự bước đi với một sự trợ giúp nhỏ và ngồi thẳng lưng trên chuyến xe bò vượt quãng đường 1,2 km để trở về nơi trọ. Khi bác sĩ Edward H. Williams vội vã có mặt, Gage đã đón vị thầy thuốc bằng một câu nói giảm nhẹ chấn thương đi vào lịch sử y khoa. [1]

Tiến lại gần kiểm tra, bác sĩ Williams bàng hoàng khi nhận thấy rõ từng nhịp đập của mô não qua vết thương hình phễu ngược mở toác trên đỉnh đầu của bệnh nhân. Thoạt đầu, vị bác sĩ hoàn toàn không tin lời Gage nói rằng thanh sắt đồ sộ kia đã bay xuyên toạc qua hộp sọ. Cảnh tượng khó tin nơi hiên khách sạn năm ấy mở ra một câu hỏi định mệnh: liệu một con người bị thanh sắt phá hủy phần lớn thùy trán có thể vượt qua sự biến đổi tàn khốc về nhân cách để giành lại cuộc đời độc lập và nhân phẩm, hay sẽ bị định đoạt bởi sự hủy hoại của vết thương? [1]

Tia lửa định mệnh trên nền đá Cavendish

Tháng 7 năm 1848, Gage tham gia xây dựng tuyến đường sắt Hudson River ở New York và đến tháng 9 đã trở thành một quản đốc nổ mìn đầy kiên trì và hiệu quả. Để phục vụ công việc nạp thuốc nổ phá đá, ông đã chủ động đặt làm riêng một thanh sắt nén từ một thợ rèn địa phương. Thanh sắt ấy theo chân ông đến công trường ở phía nam làng Cavendish, bang Vermont, nơi ông trực tiếp chỉ huy đội nổ mìn dọn nền cho tuyến đường sắt Rutland & Burlington. [1]

Công việc phá đá nơi sườn núi luôn đòi hỏi sự cẩn trọng tuyệt đối: thợ mìn phải khoan một lỗ sâu vào đá, nạp thuốc nổ cùng ngòi nổ, rồi dùng thanh nén để lèn chặt cát hoặc đất sét phía trên nhằm giữ lại toàn bộ năng lượng của vụ nổ. Mọi thứ diễn ra bình thường cho tới ngày 13 tháng 9 năm 1848. Khi Gage quay nhìn qua vai phải và vừa mở miệng định nói, thanh sắt đã va chạm vào vách đá tạo ra tia lửa, kích nổ lượng thuốc súng bên dưới vào thời điểm có thể người ta vẫn chưa kịp đổ lớp cát chèn. [1]

Vụ nổ bất ngờ bùng lên dữ dội, khiến Gage bị bỏng sâu ở vùng mặt, bàn tay và cẳng tay. Áp lực thuốc súng tống thanh nén vút lên như một ngọn lao tử thần. Dụng cụ này của Gage vốn không hề có đoạn cong hay móc gập như một chiếc xà beng, mà thực chất là một thanh trụ tròn nhẵn. Phần đầu thanh sắt được người thợ rèn vuốt thon dài 28 cm và kết thúc bằng một mũi nhọn chỉ 0,5 cm—chính đặc điểm cấu tạo này có thể đã cứu mạng Gage trước sức xuyên phá khủng khiếp. [1]

Thanh sắt đâm thẳng vào phía trước góc hàm dưới của Gage, luồn ra phía sau mắt trái, xuyên qua bên trái não bộ rồi thoát ra hoàn toàn trên đỉnh hộp sọ qua xương trán. Sau đường bay định mệnh, thanh sắt cắm ngập đầu nhọn xuống mặt đất ở khoảng cách 25 mét, trên thân kim loại dính đầy máu và mô não. [1]

Giữa cảnh hỗn loạn sau tiếng nổ xé tai, báo chí đương thời từng đưa tin rằng Gage vẫn đủ bình tĩnh để ngồi ghi sổ chấm công tính lương cho nhóm thợ trên đường đi cấp cứu, dù chi tiết này có thể chỉ là một giai thoại hư cấu. [1]

Căn phòng nồng mùi mủ và chiếc quan tài chuẩn bị sẵn

Bác sĩ Harlow tiếp nhận ca bệnh lúc 6 giờ tối. Dù kiệt sức vì mất nhiều máu, Gage vẫn nhận ra ông và hy vọng bản thân không bị thương quá nặng. Thế nhưng ngay trong lúc thăm khám, Gage đứng dậy nôn mửa; áp lực từ cơn co thắt dữ dội đã đẩy trào ra sàn khoảng nửa tách trà mô não từ lỗ thủng trên đỉnh sọ. [1]

Harlow tiến hành cạo sạch da đầu quanh lỗ thoát của thanh sắt, lấy đi những cục máu đông, các mảnh xương vụn cùng hơn một ounce mô não đang trồi ra. Sau khi kiểm tra dị vật và ghép lại hai mảnh xương lớn, ông dán kín vết thương bằng băng dán nhưng cố tình để hở một phần nhằm thoát dịch dẫn lưu. Tối hôm xảy ra tai nạn, Gage vẫn giữ được sự tỉnh táo và bảo không cần gặp bạn bè vì tin rằng mình sẽ sớm đi làm lại sau vài ngày. [1]

Sự lạc quan ban đầu nhanh chóng bị dập tắt. Đến ngày thứ hai sau tai nạn, Gage bắt đầu mất kiểm soát tâm trí và rơi vào trạng thái mê sảng rõ rệt. Tình hình chuyển biến xấu rất nhanh; đến ngày thứ 13, Gage hôn mê sâu hơn, mắt trái lồi ra và các khối mô hoại tử nhiễm trùng mọc nhanh từ khóe mắt trong lẫn từ vết thương não trên đỉnh đầu. [1]

Vào ngày thứ 14, người nhà và người chăm sóc đã chuẩn bị sẵn quan tài cùng áo liệm vì đinh ninh Gage sắp qua đời. Một người chăm sóc thậm chí đã nài nỉ bác sĩ Harlow đừng can thiệp gì thêm để Gage được ra đi thanh thản thay vì kéo dài nỗi thống khổ. [1]

Harlow vẫn quyết định hành động đến cùng. Ông cắt bỏ mô hoại tử, chấm bạc nitrat rồi rạch cơ trán để tháo 250 ml mủ thối lẫn máu từ ổ áp xe. Theo nhà nghiên cứu Barker, kinh nghiệm xử lý áp xe não mà Harlow học được tại Cao đẳng Y tế Jefferson là yếu tố hiếm có vào năm 1848 đã cứu mạng Gage. Sau khi áp lực trong hộp sọ được giải tỏa, Gage hồi phục kỳ diệu: đến ngày thứ 24, ông đã tự gượng dậy bước tới ghế, và một tháng sau tai nạn đã có thể tự đi lại lên xuống cầu thang trong nhà. [1]

Khi chiếc xà beng bẻ gãy một nhân cách

Trước tai nạn, bác sĩ John Martyn Harlow mô tả Gage là một thanh niên 25 tuổi hoàn toàn khỏe mạnh, cao 168 cm, nặng khoảng 68 kg và có cơ bắp phát triển bất thường. Nhưng khi tái khám vào tháng 4 năm 1849, diện mạo của ông đã mang đầy thương tổn. Harlow ghi nhận Gage bị mù và sụp mi mắt trái, trán mang một vết sẹo lớn, còn đỉnh đầu xuất hiện một vết lõm sâu 5 x 4 cm đập theo từng nhịp não. Nửa mặt bên trái của ông bị liệt một phần, kèm theo chiếc răng hàm trên cùng bên trái bị rụng mất ngay cạnh vị trí thanh sắt xuyên qua má. [1]

Ẩn sau cảm giác ấy là thực tế phần lớn thùy trán trái đã bị phá hủy khi thanh sắt lớn đâm xuyên hoàn toàn qua đầu. Bác sĩ Harlow ghi nhận rằng trạng thái cân bằng giữa năng lực trí tuệ và các thiên hướng thú tính ở Gage đã bị phá hủy sau tai nạn. [1][7]

Hình ảnh người quản đốc mẫn cán ngày nào hoàn toàn biến mất. Harlow ghi nhận Gage sau tai nạn trở nên thất thường, bất kính, chửi thề thô tục và hầu như không quan tâm tới người khác. Ông cũng trở nên thiếu kiên nhẫn và bướng bỉnh nhưng lại thất thường, do dự, không thể kiên định với bất kỳ kế hoạch tương lai nào vạch ra. [1][6]

Sự rạn nứt tinh thần khiến Gage lập tức bị đẩy ra rìa các mối quan hệ quen thuộc. Những thay đổi hành vi sâu sắc đến mức bạn bè của Gage, ít nhất trong một khoảng thời gian, đã xem ông «không còn là Gage nữa». Các nhà thầu từng thuê Gage cũng từ chối tuyển dụng lại ông vào vị trí quản đốc vì những thay đổi tâm tính bất lợi ấy. Tai nạn đã gây ra những biến đổi được ghi nhận về nhân cách cũng như hành vi theo đuổi Phineas P. Gage (1823–1860) trong suốt 12 năm còn lại của cuộc đời. [1][6]

Bảy năm cầm dây cương trên đất khách Chile

Sau khi mất vị trí quản đốc, Phineas Gage bắt đầu chuỗi ngày bôn ba làm việc chân tay khắp vùng New England. Bác sĩ Harlow nhận định sự hồi phục thể chất của ông diễn ra khá hoàn toàn trong bốn năm ngay sau chấn thương. Ông từng đến làm việc tại chuồng ngựa kéo của trạm dịch quán Dartmouth Inn ở Hanover, New Hampshire. Gage cũng từng xuất hiện như một hiện vật bảo tàng sống tại Bảo tàng Barnum ở New York, dù không có bằng chứng nào cho thấy ông từng biểu diễn cùng đoàn xiếc lưu động hay tại các hội chợ. Đi theo ông qua từng trạm dừng chân luôn là thanh sắt định mệnh—vật thể từng dính máu cùng mô não văng ra ngoài nền đá, sau đó được đem rửa sạch dưới dòng suối và trả lại cho ông. [3][1][6]

Những biểu hiện tâm tính bất thường sau tai nạn không kéo dài suốt phần đời còn lại như những lời đồn đoán. Giáo sư tâm lý học Malcolm Macmillan khẳng định sự biến đổi tính cách tiêu cực ở Gage thực tế không kéo dài quá hai đến ba năm. Gage mang theo thanh sắt rời New England để vượt biển sang Valparaiso, Chile. Tại đây, ông làm nghề lái xe ngựa đường dài trong 7 năm, bao gồm vài năm làm việc trên đất khách Chile trước khi nghỉ hưu. [9][3][2]

Theo giả thuyết phục hồi xã hội, chính công việc lái xe ngựa chở khách ở Chile đã thúc đẩy sự hồi phục của Gage nhờ cung cấp một khuôn khổ nề nếp hàng ngày để ông tái rèn luyện các kỹ năng. Môi trường làm việc mới đòi hỏi kỷ luật nghiêm ngặt: giáo sư Macmillan lập luận rằng công việc lái xe ngựa đường dài ở Chile yêu cầu kỹ năng lập kế hoạch và sự tập trung đáng kể, chứng minh sự hồi phục của Gage. [1][9]

Giai đoạn sống và làm việc ở Chile của Gage gửi gắm một thông điệp mạnh mẽ: ngay cả trong các trường hợp tổn thương não bộ và tàn tật nghiêm trọng, việc phục hồi chức năng vẫn luôn khả thi. [2][9]

Bức ảnh tấm thiếc và sự thật bị bóp méo

Dù tên tuổi Phineas Gage xuất hiện dày đặc trong các bài giảng thần kinh học và tâm lý học, lượng sự thật xác thực về con người ông trước và sau tai nạn thực tế lại rất ít ỏi. Trong lịch sử, các báo cáo khoa học lẫn đại chúng hầu như luôn phóng đại và bóp méo nghiêm trọng sự thay đổi hành vi của Gage, liên tục mâu thuẫn với những điều đã biết. Ca bệnh của ông bị ví như một «vết mực Rorschach», nơi những người theo đuổi các học thuyết đối lập về não bộ đều tự nhìn thấy bằng chứng để củng cố cho quan điểm riêng của mình. [1]

Sự thật về diện mạo của ông chỉ bước ra ánh sáng nhờ một phát hiện tình cờ. Hai nhà sưu tập Jack và Beverly Wilgus từng mua một bức ảnh chụp trên tấm kim loại vì đinh ninh người đàn ông cầm thanh sắt là một thợ săn cá voi, mãi đến năm 2008 mới biết đó là Phineas Gage qua các cuộc trao đổi trên mạng xã hội. Tấm ảnh daguerreotype lịch sử này sau đó được vợ chồng Wilgus hiến tặng cho Bảo tàng Warren. Khác hẳn những câu chuyện thêu dệt, trong ảnh Gage xuất hiện rất gọn gàng, khuôn mặt ít bị dị dạng hơn hình dung của các nhà nghiên cứu và hướng ánh nhìn trực diện đầy tự tin. [8]

Giám tuyển Dominic Hall nhận định ca bệnh Gage từ lâu đã vướng phải một vấn đề lớn giữa sự thật và hư cấu. Dẫu vậy, một báo cáo về tình trạng thể chất và tinh thần của Gage ngay trước khi chết ngụ ý rằng những biến đổi tâm thần nghiêm trọng nhất của ông sau chấn thương não thực chất chỉ mang tính tạm thời. [8][1]

Năm 1859, khi sức khỏe suy giảm, Gage rời những cung đường đánh xe để chuyển đến sống cùng mẹ tại San Francisco. Đến tháng 2 năm 1860, ông bắt đầu lên các cơn động kinh. Những cơn co giật ấy dồn dập kéo đến và cướp đi sinh mạng của Gage vào ngày 21 tháng 5 năm 1860, gần 12 năm sau ngày thanh sắt xuyên qua đầu, nhiều khả năng do các cơn động kinh bắt nguồn từ chấn thương não năm xưa. [6][3]

Vết tích trên xương sọ và vạch số không của thần kinh học

Khi biết tin Gage qua đời, bác sĩ Harlow đã đề nghị gia đình người em gái của ông khai quật phần mộ để lấy lại hộp sọ cùng thanh sắt. Sau cuộc khai quật vào năm 1867, hộp sọ và thanh sắt được gửi về cho Harlow ở Woburn; đến năm 1868, ông công bố bản báo cáo y khoa trên ấn phẩm của Hội Y khoa Massachusetts. Những kỷ vật này sau đó được chuyển đến Trường Y Harvard, nơi Giáo sư Henry Jacob Bigelow từng đưa Gage về Boston để giới thiệu ca bệnh trước Hiệp hội Cải tiến Y khoa Boston vào tháng 11 năm 1849. Hiện nay, hộp sọ và thanh sắt của ông vẫn được trưng bày tại Bảo tàng Giải phẫu Warren ở Thư viện Y học Countway thuộc Đại học Y Harvard. [3][6][1]

Được gọi là «Vụ án xà beng Hoa Kỳ», ca bệnh từng làm đảo lộn các học thuyết sinh lý học thế kỷ 19 này có thể là trường hợp đầu tiên gợi ý vai trò của não bộ trong việc quyết định nhân cách, cho thấy tổn thương ở các phần não cụ thể có thể dẫn tới những biến đổi tâm thần cụ thể. Năm 2012, một nghiên cứu kết nối thần kinh đã sử dụng dữ liệu CT sọ của Gage kết hợp với dữ liệu MRI và DWI của 110 nam giới thuận tay phải từ 25 đến 36 tuổi. Mô phỏng quỹ đạo chuẩn xác nhất cho thấy thanh sắt không hề đi qua đường giữa não và vỏ não trán phải không hề bị phá hủy trực tiếp. Tỷ lệ thể tích chất xám vỏ não bị phá hủy trung bình chỉ là 3,97 ± 0,29%. Dù vậy, các bó sợi thần kinh từ gần như toàn bộ vùng trán trái đã bị thanh sắt phá vỡ, làm gián đoạn liên lạc tới phần lớn bán cầu trái và các vùng đối bên. [1][3]

Bác sĩ thần kinh Allan Ropper nhận định trường hợp Gage chính là «vạch số không» của ngành thần kinh học trong việc nghiên cứu mối liên hệ giữa tổn thương thực thể não và biến đổi hành vi. Ca bệnh của ông đã củng cố trọng lượng cho các lý thuyết sinh học thần kinh hiện đại về tính mềm dẻo của não bộ và các mô hình phục hồi tâm lý xã hội. Hơn một thế kỷ sau buổi chiều ngồi ngay ngắn trên chiếc ghế ngoài khách sạn ở Cavendish đón bác sĩ với vết thương hở trên trán, hành trình phi thường của người quản đốc năm nào đã trở thành di sản bất tử soi đường cho hiểu biết của nhân loại về bộ não con người. [9][2]

Nguồn

1. Phineas Gage (Wikipedia) (en.wikipedia.org, bách khoa)
2. Clinical Case Reports in mental health: the need for nuance and context - PMC (www.ncbi.nlm.nih.gov, nguồn gốc)
3. Mapping Connectivity Damage in the Case of Phineas Gage - PMC (www.ncbi.nlm.nih.gov, nguồn gốc)
4. Phineas Gage : a gruesome but true story about brain science : Fleischman, John, 1948- : Free Download, Borrow, and Streaming : Internet Archive (archive.org, nguồn gốc)
5. Skull of Phineas Gage | NIH 3D Print Exchange (web.archive.org, nguồn gốc)
6. Warren Anatomical Museum (WAM) | Countway Library of Medicine (web.archive.org, bài viết)
7. Old Accident Points to Brain's Moral Center - NYTimes.com (web.archive.org, bài viết)
8. A New View of Phineas Gage | Harvard Medical School (hms.harvard.edu, bài viết)
9. The Curious Case of Phineas Gage's Brain : Shots - Health News : NPR (www.npr.org, bài viết)

Ảnh bìa: Photograph by Jack and Beverly Wilgus of daguerreotype origi · CC BY-SA 3.0 · Wikimedia Commons. Bố cục và chữ do Trải Nghiệm Sống thực hiện.