去年，當醫生告訴一名患者，他所經歷的頭痛是由於一種名為膠質母細胞瘤的高度侵襲性腦瘤引起的，這種腫瘤只能通過複雜的手術才能切除時，他有一個非常具體的要求。
他希望那些將從他大腦中（從他頭頂左側的區域）切除癌組織的人確保“保留他身份的一個相關方面——他下棋的能力”，雜誌上的一篇論文 皮質 本月報道。
該男子當時是一名 45 歲的電腦程式設計師，身份僅是「AB」。作為一種愛好，他已經玩了 25 年的棋，並且 Elo 等級達到了 1,950，僅比國際象棋界的專家低一級。
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AB 向他的一位外科醫生 Andreu Gabarrós 提出保留他的國際象棋技能的請求，Andreu Gabarrós 是西班牙貝爾維特大學醫院的神經外科主任，該醫院隸屬於巴塞隆納大學。加巴羅斯因不遺餘力地為病人服務而聞名，這種承諾有時會延續到他的下班後活動中。作為 Dorigen 樂隊的領導人物，他錄製了一張包含 10 首曲目的專輯，其中包括一首合唱歌曲和九首獨奏歌曲。後者的每一首都是為一位不同的患者創作的，他切除了這位患者的腦腫瘤，同時試圖保護需要唱歌或演奏樂器的區域。
在聽到AB 的請求後，Gabarrós 於2023 年3 月初聯繫了他在大學的神經科學家同事。在他的手術團隊保留AB 所需的腦組織康復後重拾熱情。
該大學的兩名研究人員是認知神經科學家安東尼·羅德里格斯-福內爾斯(Antoni Rodríguez-Fornells) 領導的研究小組的成員，他們在接下來的幾週內開始瘋狂地開發一種西洋棋保存手術方案，供加巴羅斯的團隊在3 月27 日的手術中使用。 「我們只有很少的時間來準備一切，」羅德里格斯-福內爾斯說。
研究小組梳理了現有有關該主題的科學文獻，並使用功能性磁振造影 (fMRI) 掃描了 AB 的大腦，以隔離與他個人的國際象棋表現相關的區域。
AB 的西洋棋腦保存最關鍵的階段——也是最有洞察力的階段——必須等到手術開始。外科醫生在 AB 清醒的情況下進行了開顱手術，切除了一塊頭骨，暴露了他左頂葉上葉的一部分。接下來，他們將帶電電極觸摸到他大腦皮質表面的不同位置，要求他回答問題並完成任務，以確定他的認知能力在目標位置是否保持完整，電流在該位置關閉或觸發特定動作。
這個過程稱為電刺激繪圖 (ESM)，其根源可追溯到 19 世紀的實驗。它會記錄輕微的電震動是否會損害語言或產生無意識的運動（在一個例子中，AB 的嘴部向一側抽動）。這使得外科醫生能夠找到他們需要避免的部位，例如涉及 AB 三種語言（西班牙語、加泰羅尼亞語和英語）的部位。當這些部位與電極接觸時，言語會被完全改變或限制。
隨著這一艱苦過程的進行，外科醫生還在暴露的皮層的一部分上施加電流，尋找與國際象棋相關的區域，最終到達AB 的邊緣上回(SMG)，這是一個在各種任務中發揮作用的區域，從語言到語言等。當電極多次阻斷該區域的神經活動時，AB 無法判斷棋盤上棋子的影像是否允許指示的下一步；這揭示了大腦皮層中與國際象棋相關的斑點，而在先前對其他棋手的大腦成像研究中並未發現這一點。這一發現被記錄下來並納入手術計劃中。該研究的合著者之一、計算機科學家 Xim Cerda-Company 表示：“該過程的主要目的是：能夠檢測到這一點並避免它。”
手術後一周，AB因為出血併發症出現了嚴重的語言和運動困難，無法測試他的西洋棋技能是否完好。四個月後，當研究人員最終做出評估時，他的能力仍然存在，但在他們測試的一些更複雜的國際象棋相關任務中，他的反應稍慢。
事實上，這項研究只涉及一名患者，因此很難從結果中得出結論。但它確實展示了一種新方法來應對保留認知技能同時盡可能切除腫瘤組織的挑戰。作為 皮質 論文指出，該實驗方案有助於「識別和保存與國際象棋表現有關的功能性大腦結構」。
羅德里格斯-福內爾斯的團隊現在正在準備另一篇關於早期手術的論文，該手術使用了類似的方法，旨在保護電腦程式設計技能。 「我們與神經外科醫生和團隊一起開發了一種新協議，用於在手術室中使用 JavaScript 測試編碼語言，」Rodríguez-Fornells 說。
其他專家也很感興趣。荷蘭格羅寧根大學神經語言學助理教授阿德里亞‧羅菲斯 (Adrià Rofes) 並未對這項研究做出貢獻。 皮質 研究稱，這項工作「有點超出了我們在一些媒體甚至一些科學出版物中看到的一些方法，在這些方法中，手術團隊似乎把任務’扔給’病人——例如，拉小提琴或唱歌劇。羅菲斯說，巴塞隆納大學團隊更進一步。 「將任務分解為功能 [visual search, rule retrieval and checkmating] 對於了解電刺激在手術期間的作用至關重要，」他補充道。
另一種觀點質疑，透過將特定的大腦區域與特定的任務（例如下棋或電腦程式設計）聯繫起來來為手術做好準備是否可能有點過分。巴黎西岱大學神經外科教授伊曼紐爾·曼多內特 (Emmanuel Mandonnet) 表示：“有人會要求繼續編織，有人會要求繼續拉小提琴，等等。” 在法國。 “所以這不是最好的策略，因為你必須為每一位患者制定針對國際象棋等任務的協議。” Mandonnet 是評論者 為了 這 皮質 論文，並對清醒的患者進行了多次手術。
Mandonnet 建議，只需要求患者在清醒手術期間執行一組精心挑選的標準認知任務（例如，向後重複一串六個數字）就足以識別手術期間需要保留的區域。在國際象棋手術方案中檢查的視覺搜尋能力可能與其他任務（例如編織）共享一些相同的神經過程。但Mandonnet 承認可能有例外。相對複雜的任務，例如檢索有關特定國際象棋動作是否合法的規則，可能不適合更通用的方法。
Mandonnet 指出，今年發表的一項研究 神經外科焦點 由法國蒙彼利埃大學醫院的研究人員完成。研究發現，讓音樂家患者在清醒手術期間演奏樂器並不需要保留與患者音樂技能相關的區域。相反，研究人員讓患者同時做幾件事：說話時移動上肢以及在三種不同語言之間切換。論文的結論是，這些任務會調動運動、聽覺和其他認知過程，這些過程在演奏樂器時也會被激活，並且避免在手術期間對相關區域造成損傷就足以防止損害音樂家的歌唱或演奏能力。
無論下棋是否成為某些清醒手術的主要內容， 皮質 研究確實實現了其主要目標之一。 AB 手術後，他向 Rodríguez-Fornells 的團隊報告說，他已經能夠保持令人垂涎的 Elo 評級——這種成就可能會激勵 Gabarrós 寫一首新歌。
