19世纪60年代，美国外交家、人类学家斯奎尔在秘鲁发掘到一个石器时代人的头盖骨，它的上面有两条切割得非常精确的平行细沟槽，另有两条槽与其相交，四条沟槽围住那块完整的头骨，显然是曾被人打开过。于是，一宗史前的脑外科手术遗迹被发现了，这种开切的方法现在叫作环钻术。经最有权威的体质人类学家布洛卡博士实验，证实颅骨是远古那个人活着的时候被打开的。并断定切口周围的骨头有感染迹象，病人在开刀后大概只活了15天。
其后20年，从俄国的西部到大西洋沿岸的各处考古场，都发现了石器时代、铜器时代和铁器时代人类施用环钻术做手术的证据。这些颅骨上的切口的形状和大小不尽相同，最多见的是圆形、椭圆形、菱形和四方形。更令人惊讶的是，1936年在巴勒斯但发现的两个开颅颅骨，上面的割锯方式竟与远隔重洋、在秘鲁所发现的那个完全一样。
史实证明，直到20世纪初，太平洋各岛国仍有人采用环钻术做手术。有鉴于此，人类学家向现代“石器时代”的钻脑医师提出几个问题：这样做的目的是什么？在这样做手术的过程中，医师是如何对付病人流血和减除其痛苦的呢？
原来，这些岛民和史前的钻脑医师一样，对人脑的功能一无所知，因此做起手术来毫无顾忌。他们看见有人因脑部受伤而昏迷，便想清理伤口和取出嵌入里面的颅骨碎片。他们认为痉挛、头痛、昏睡和抑郁症都是因为颅内存在有害的东西而引起的，必须把它们清理出来才能痊愈。当时做开颅手术非常普遍和经常，从6岁至60岁的男女都有，有一个颅骨上面竟被开有7个圆形切口。
但手术后颅骨切口愈合的例子看，石器时代的环钻术成功率非常高。据统计，波兰和捷克出土的一批颅骨，80%以上有愈合迹象。在美洲发现的颅骨上的214处环钻痕迹，近56%显示完全愈合，16%显示部分愈合。而在近现代直到第一次世界大战期间，环钻手术的成功率充其量还超不过25%。
石器时代的人类是怎么进行这么精细切割的呢？经研究证明，实施这种手术时，最常见的办法似乎并不是锯开，而是沿着所要切开的直线或弧线，多次用压力刮削。手术时间一定很长，因为薄薄的石刀片如果受力太大，刀刃就会崩裂，并会在伤口内留下碎屑。现代外科手术靠麻醉剂来减轻病人的疼痛，靠抗菌素来预防感染。而从石器时代这些病人的生存率来看，史前人类较现代人在忍痛和抗菌方面的能力要强得多，感染的迹象极为罕见。另外，人类学家还发现了原始人类用植物制成的止痛剂和各种草药，这些也有镇痛的效能。
在俄罗斯西瓦湖附近，人们掘出了一个距今4000年前的女尸。她的头部有个约0.6厘米长的伤口。科学家们发现，伤口处塞入了一小块动物骨头，并已经和女尸的颅骨重新愈合在一块了。这表明，人类在以4000年前，就已成功地施行过外科手术。
在另外发现的一个头颅上，科学家们发现它那有更大的裂口，是古人施行开颅手术后留下来的。
到底4000年前医生是什么样的？他们是如何施行手术的？这正是现在人们要寻找的答案。
1921年，科学家们在赞比亚发现了一个人类头颅。据考古学家们分析，它属于尼安德特人头颅，生活于旧石器时代中期欧洲、北非及西非的一个族类，距今至少已有数万年了。奇怪的是这个头颅的左边有一个圆孔，科学家们经过长期的分析及考证后认定：这个圆孔是由高速冲击物所造成的。如果以现代人的科技而言，只有子弹才能造成这样的创伤。
头颅发掘的地点加深了这个谜的疑问，它是从离地面60英尺深的地下发掘出来的。这就是说，如果死者属于数个世纪以前的人，当时的枪械又是首次传人中非的话，它是不可能埋在这么深的地底下的。
在前苏联时期的俄罗斯，考古学家从地下挖出了一块已经绝种的古代欧洲野牛的骨头。它的头部也有个类似弹孔的圆洞。这说明人类在几千万年前，已经能够使用比石斧更为锐利的武器了。然而那到底是什么武器呢？这却是个令科学家们伤脑筋的问题。
这头野牛骨头的愈合面来看，还带来另一个令人困惑的问题，即：它是在受伤多年后才死去的。这无形中间接说明了人类当时已经施行“外科手术”了。
1975年，埃里希·邓尼肯拍摄了一部名为《关于未来的回忆》的纪录片，说在莫斯科古生物学博物馆里，一具数千年前的野牛头的眉间，有一个圆圆的小洞，其大小恰好能穿过一颗九毫米直径的子弹。这又是一个千古之谜，在旧石器时代，难道有谁在用卡宾枪猎杀野牛不成？