In 1867 riep een archeoloog en diplomaat genaamd Ephraim George Squier de hulp in van Paul Pierre Broca, de gewaardeerde anatoom en chirurg. Hij probeerde een mysterie op te lossen over een oude Inca schedel die hem was geschonken door een rijke verzamelaar van kunstvoorwerpen in Peru. De neolithische schedel was niet alleen oud, maar had ook een uniek kenmerk: aan de bovenkant van de schedel was een rechthoekig stuk bot verwijderd. De aanwezigheid van verschillende insnijdingen rondom het gat suggereerde dat het niet om een eenvoudige slagwond ging, maar dat het in plaats daarvan het resultaat was van een chirurgische ingreep die bekend staat als trepanatie.
Dit alleen al zou de schedel tot een interessant relikwie hebben gemaakt, maar wat werkelijk een wetenschappelijke controverse over de schedel ontketende, was dat velen die de schedel onderzochten, geloofden dat de operatie enige tijd voor de dood van het individu was uitgevoerd, omdat het bot tekenen van genezing leek te vertonen nadat de insnijdingen waren aangebracht. Hoewel het denkbaar was dat Neolithische Peruanen een dergelijke operatie zouden hebben uitgevoerd als onderdeel van een ritueel na de dood, was het voor velen in Squier’s tijd moeilijk te geloven dat deze oude volkeren het chirurgisch inzicht bezaten dat nodig was om een deel van de schedel van een levende patiënt weg te snijden zonder daarbij de dood te veroorzaken. Tenslotte bedroeg het overlevingspercentage voor chirurgische trepanatie in de jaren 1800 zelden 10% in de beste ziekenhuizen van die tijd. Omdat de leden van de New York Academy of Medicine geen consensus konden bereiken over de timing van de operatie, stuurde Squier de schedel naar Frankrijk om advies in te winnen bij Broca, een vooraanstaand deskundige op het gebied van de studie van de menselijke schedel.
In die tijd had Broca al de belangrijkste ontdekking gedaan die hem een begrip zou maken onder psychologen en neurowetenschappers: dat er een gebied van de frontale kwab was (nu bekend als Broca’s gebied) dat specifiek betrokken leek te zijn bij de productie van taal. Hij was nog midden in de verdediging van deze hypothese (wat hij nog jaren zou blijven doen), maar hij ontwikkelde onmiddellijk een grote belangstelling voor de schedel die Squier hem toestuurde.
Na onderzoek van de schedel was Broca er ook van overtuigd dat de opening het bewijs was van een chirurgische ingreep die was uitgevoerd terwijl de patiënt nog in leven was; Broca geloofde dat de patiënt nog tot twee weken na de trepanatie had overleefd. Twijfels bij de rest van de wetenschappelijke gemeenschap bleven echter bestaan, totdat enkele jaren later een verzameling schedels werd opgegraven in een neolithisch grafveld in Midden-Frankrijk; een aantal van de schedels had ook gaten in de schedel en de genezing die op deze schedels kon worden waargenomen, maakte een overtuigender argument voor het idee dat de gaten ruim voor de dood waren gemaakt. In veel gevallen leken er zelfs jaren te zijn verstreken tussen de operatie en de dood.
Waarom trepanatie?
De ontdekking van de Franse schedels hielp veel van Broca’s tijdgenoten ervan te overtuigen dat neolithische volkeren in staat waren trepanatie op levenden uit te voeren op zo’n manier dat de patiënt vaak kon overleven, maar er bleven grote vragen over hoe en waarom ze het deden. Nadat Broca’s belangstelling was gewekt door de schedel van Squier, ging hij met de hem kenmerkende vastberadenheid op zoek naar antwoorden op deze andere vragen. In feite schreef Broca uiteindelijk meer artikelen over de redenen voor prehistorische trepanatie dan over Broca’s gebied en taal.
Om de vraag te beantwoorden hoe trepanatie werd gedaan, probeerde Broca met behulp van eenvoudige gereedschappen die beschikbaar waren voor volkeren uit het Stenen Tijdperk (zoals vuursteen) gaten te schrapen in de schedel van pas overleden personen. Hij ontdekte dat, hoewel het hem 50 minuten kostte om door een volwassen schedel te schrapen (met inbegrip van de tijd die hij nodig had om pauzes te nemen om zijn vermoeide hand te laten rusten), dit kon worden gedaan met deze ruwe instrumenten. Nu weten we dat deze schraapmethode slechts één van de vele verschillende primitieve benaderingen van trepanatie was. Andere methoden waren het maken van kruisende sneden in de schedel en dan het verwijderen van een rechthoekig deel van het bot (dit was wat werd gezien in de schedel van Squier), of het maken van een cirkelvormige snede en dan het verwijderen van een schijf van de schedel.
Het is onduidelijk of er verdoving werd gebruikt tijdens de operatie toen deze in de oudheid werd uitgevoerd. Sommigen hebben gesuggereerd dat de Peruanen coca hebben gebruikt (de plant waaruit later cocaïne zou worden geïsoleerd), omdat het als een plaatselijk verdovingsmiddel kan fungeren. Anderen veronderstellen dat de oude volkeren stoffen als alcohol of opium gebruikten om de pijn van de ingreep te verminderen. Het is echter ook heel goed mogelijk dat er geen verdoving werd gebruikt; uit studies van Oceanische en Afrikaanse culturen die in de 20e eeuw nog trepanatie toepasten, bleek dat veel van hen dit deden zonder enige vorm van verdoving.
Maar het grootste mysterie over trepanatie is waarom de procedure werd uitgevoerd. Broca dacht en schreef uitvoerig over dit onderwerp en kwam uiteindelijk tot de hypothese dat de ingreep wortelde in bijgeloof. Volgens hem begrepen de mensen uit het stenen tijdperk de fysiologische basis van aandoeningen zoals epilepsie niet, en waren zij dus geneigd te geloven dat deze het gevolg waren van mystieke gebeurtenissen zoals demonische bezetenheid. Trepanatie, zo dacht Broca, was misschien een manier om deze hardnekkige geestelijke stoornissen te behandelen door een gat in het hoofd te maken waardoor demonische geesten konden ontsnappen.
Hoewel sommige aspecten van Broca’s oorspronkelijke hypothese in diskrediet zijn geraakt (zoals zijn overtuiging – gevormd door de tijd die hij nodig had om door een volwassen schedel te schrapen – dat de procedure alleen bij kinderen werd uitgevoerd), wordt deze door velen nog steeds beschouwd als een geldige verklaring voor de reden waarom trepanatie in de oude wereld werd toegepast. Anderen echter, zoals Broca’s collega P. Barthelemy Prunieres, betoogden dat trepanatie een meer praktische rechtvaardiging had. Prunieres redeneerde dat de procedure voortkwam uit de pogingen om schedelbreuken te behandelen, waarbij waarschijnlijk stukjes gebroken bot van de plaats van de verwonding werden verwijderd. In sommige gevallen kunnen verwondingen aan het hoofd leiden tot ophoping van bloed in de schedel, wat kan leiden tot een potentieel levensbedreigende verhoging van de intracraniële druk; deze druk kan soms gedeeltelijk worden verlicht door trepanatie. De primitieve operatie kan dus voor sommige patiënten een reëel voordeel hebben opgeleverd. Als trepanatie leek te leiden tot een verbetering in de toestand van sommige patiënten, kan dit ertoe hebben geleid dat de procedure vaker werd toegepast, zelfs als de werkelijke redenen voor de verbeteringen niet volledig werden begrepen.
De perspectieven van Broca en Prunieres vertegenwoordigen twee algemene opvattingen over trepanatie in de oudheid die vandaag de dag nog steeds worden ondersteund: de ene stelt dat trepanatie werd uitgevoerd onder invloed van mystiek, de andere stelt dat het een prehistorische poging was tot rationele chirurgie. Het is echter waarschijnlijk dat verschillende groepen in verschillende geografische gebieden verschillende redenen hadden om de ingreep uit te voeren, omdat trepanatie niet een praktijk was die beperkt was tot één streek of cultuur. Onderzoek naar Afrikaanse stammen in de 20e eeuw die de procedure nog steeds toepassen, toonde aan dat de redenen voor trepanatie per stam verschilden: sommigen gebruikten het om verwondingen aan de schedel te behandelen en anderen om boze geesten te verdrijven.
Trepanatie na het Stenen Tijdperk
Trepanatie begon en eindigde niet bij de volkeren in het Stenen Tijdperk. Het werd aanbevolen door de beroemde Griekse arts Hippocrates om de afvoer van bloed na een schedelverwonding mogelijk te maken. Galenus, de chirurg bij uitstek van het Romeinse Rijk, bevorderde ook het gebruik van de procedure voor de afvoer van bloed, maar voegde aan zijn aanbevelingen een bespreking toe van de gunstige effecten ervan op de intracraniële druk. In dit proces gaf Galen een uitleg van de mogelijke palliatieve effecten van trepanatie die ruwweg lijkt op een hedendaags begrip ervan. De oude Grieken en Romeinen begonnen ook modernere instrumenten te ontwikkelen om te gebruiken bij trepanatie; in de jaren 1600 werd een apparaat met drie tanden uitgevonden om door de schedel te boren; het werd een tre fines genoemd, van het Latijn voor drie uiteinden. Dit leidde ertoe dat de term trephination een synoniem werd voor trepanatie.
Trepanatie bleef tot in de jaren 1800 gebruikt worden voor de behandeling van hoofdwonden, maar ook voor epilepsie en andere geestesziekten. Geleidelijk raakte de praktijk echter uit de gratie in de 19e eeuw. De sterftecijfers voor trepanatie waren in die tijd zeer hoog, en men kwam tot het inzicht dat de voordelen die de operatie zou kunnen bieden, niet opwegen tegen het risico van overlijden dat aan de operatie verbonden was. Tegenwoordig worden soortgelijke ingrepen als craniectomie, waarbij ook een deel van de schedel wordt verwijderd, soms gebruikt om gevallen van verhoogde intracraniële druk als gevolg van een groot hoofdtrauma te behandelen.
We zullen waarschijnlijk nooit zeker weten waarom de Neolithische volkeren trepanatie toepasten. Misschien was het te wijten aan primitief geloof in demonische bezetenheid, of misschien was het een poging om de hersenen te beschermen tegen de druk die door intracraniële bloedingen werd gecreëerd. Maar het kan ook zijn dat beide verklaringen onjuist zijn. We kunnen er echter vrij zeker van zijn dat trepanatie een van de eerste gewone chirurgische ingrepen was en waarschijnlijk de eerste poging tot een ingreep die in de verte als neurochirurgisch kon worden beschouwd. En het zal waarschijnlijk voor altijd een van de langst bestaande mysteries van de neurowetenschap blijven, zowel vanwege de oorsprong in de oude menselijke prehistorie als vanwege de onwaarschijnlijkheid dat het mysterie ooit volledig zal worden opgelost.