Vào ngày 13 tháng 9 năm 1848, Phineas Gage đang làm việc tại một công trường đường sắt, bên ngoài Cavendish, Vermont.

Anh ấy là thành viên của một đội công nhân đang làm nhiệm vụ cho nổ tung tảng đá để tạo ra những đường ray mới. Cụ thể, công việc của anh ta là lắp thuốc nổ vào lỗ khoan, sau đó dùng 1 thanh sắt đề chèn nó xuống.

Khoảng 4:30 chiều, Gage đã bị mất tập trung vì mải nói chuyện với một công nhân khác, anh đã vô tình đâm mạnh thanh sắt vào tảng đá và tạo ra tia lửa, chỗ thuốc nổ phát nổ tung.

Thanh sắt bay ra khỏi lỗ, xuyên thẳng vào má trái của Gage, qua vòm miệng, vào não và xuyên qua đỉnh đầu của anh ta. Gage bị văng ra xa và nằm co giật trên mặt đất.

Tuy nhiên, sau một vài phút, điều kỳ diệu đã xảy ra, Gage bắt đầu tỉnh lại và có thể nói được. Sau đó, anh ấy bắt đầu đi bộ và cuối cùng có thể ngồi thẳng lưng trên chiếc xe bò của mình trong hành trình dài ba phần tư dặm để trở về khách sạn.

30 phút sau vụ tai nạn, bác sĩ Edward H. Williams cuối cùng đã đến, và ông không thể tin được những gì đang diễn ra trước mắt mình. Gage đang ngồi thẳng lưng trên chiếc ghế bên ngoài khách sạn, nói chuyện với những người xung quanh với thanh sắt dài khoảng một mét, đường kính 3 cm, nặng 6 kg, “dính đầy máu và não” đang găm trên đầu. Nó đâm vào hộp sọ, xuyên qua các thùy não trái, phá vỡ một phần đáng kể não bộ và đẩy nhãn cầu ra khỏi hốc mắt Gage.

Khi được Williams kiểm tra, Gage đã đứng dậy quá nhanh và bị nôn mửa. Tuy nhiên ngay sau đó Gage vẫn có thể đi lại bình thường và nói rằng sẽ quay trở lại công việc vào 2 ngày sau.

Khi trở về căn phòng trong khách sạn, Gage nằm lên giường để cho Williams và một trợ lý tiến hành điều trị vết thương và băng bó lại. Tuy nhiên Phineas Gage chỉ mất khoảng 10 tuần để hồi phục – một thời gian ngắn so với những chấn thương tương tự khác.

Trong quá trình hồi phục, anh ta đã bị mất mắt trái do sưng tấy, hôn mê vài ngày do não nhiễm nấm. Tuy nhiên, các bác sĩ chữa trị cho Phineas Gage đều cảm thấy vô cùng kinh ngạc trước tình trạng phục hồi nhanh chóng của anh.

Sau khi được trở về nhà, cha mẹ của Phineas Gage cho biết, anh ấy đã “cải thiện cả về tinh thần và thể chất” và thậm chí có thể làm việc ngoài chuồng ngựa và cày ruộng.

Các cuộc kiểm tra sau đó tại bệnh viện cho thấy anh ta không hề bị đau ở đầu, mặc dù thực tế là các chuyển động nhịp đập của não anh ta có thể nhìn thấy qua lớp da mỏng che phủ vết thương.

Mặc dù về mặt thể chất, anh có thể quay lại làm việc trên đường sắt, nhưng Gage lại không bao giờ làm vậy, và lúc này Phineas Gage trở thành một nhân vật kỳ diệu trong cộng đồng y tế.

Tuy nhiên, khi ở Chile vào năm 1859, sức khỏe của anh ta đột nhiên giảm sút nghiêm trọng. Gage bắt đầu lên cơn co giật động kinh, và mẹ anh ta nói rằng anh ta đã có những hành động kỳ lạ, và không giống với bản thân trước đó. Sau một thời gian ngắn ở với mẹ, Phineas Gage qua đời ở tuổi 36, vì chứng động kinh do chấn thương.

Mặc dù thi thể của Gage đã được chôn cất, nhưng hộp sọ của anh ta lại được gửi đến Bảo tàng Giải phẫu Warren.

Các bác sĩ sau đó cũng nghiên cứu về trường hợp cái chết của Phineas Gage và kết luận rằng vụ tai nạn, mặc dù nó không gây ra nhiều tổn hại về thể chất nhưng nó đã dẫn đến những chấn thương tinh thần lớn.

Nhóm bác sĩ đã phỏng vấn bạn bè, gia đình của Gage và nhận ra rằng sự thay đổi lớn nhất của anh ta sau vụ tai nạn chính là tính cách. Trước khi vụ tai nạn xảy ra, anh ấy đã rất thận trọng, chăm chỉ và “cân bằng tốt”. Sau đó, họ nhận thấy anh ta trở nên thất thường, hỗn láo, thô tục, thiếu kiên nhẫn, do dự, hành động theo bản năng nhiều hơn.

Tuy nhiên họ cũng nhận thấy rằng trí nhớ và trí thông minh chung của Gage hoàn toàn không bị ảnh hưởng, và điều này khiến cho các nhà nghiên cứu thời điểm đó phát hiện ra rằng các phần khác nhau của bộ não sẽ chịu trách nhiệm cho các khía cạnh khác nhau trong cuộc sống của một người.

Họ nhận ra rằng thùy trán bên trái của não Gage là thùy duy nhất bị ảnh hưởng bởi chấn thương. Vì vậy, họ nhận ra, đó là khu vực chịu trách nhiệm kiểm soát tính cách và xung động.

Khám phá này cũng dẫn các nhà nghiên cứu đến một điều thú vị khác, đó là não bộ có thể tự chữa lành. Mặc dù những đặc điểm tính cách mới xuất hiện gần như cùng lúc với thời điểm anh ta phục hồi, nhưng theo thời gian, anh ấy bắt đầu quay trở lại với quỹ đạo con người cũ của mình. Tuy nhiên, các nhà khoa học sau này cho rằng điều đó một phần là do sự thích nghi với xã hội.

Theo thời gian, trường hợp Phineas Gage đã trở thành minh chứng tiêu biểu nhất cho quan điểm nhận thức xã hội cùng nhân cách phụ thuộc vào thùy trán não. Các nhà tâm thần học, nhà tâm lý học và nhà khoa học thần kinh cho rằng phần lớn những gì được biết ngày nay về chức năng não là do chấn thương của Gage và sự nghiên cứu kỹ lưỡng của bác sĩ thời kỳ này về nó.

Ngay cả ngày nay, trường hợp Phineas Gage vẫn đóng một vai trò quan trọng trong cuộc thảo luận về tổn thương não và chức năng.