Từ những chiếc sọ người cổ đại được khai quật, các nhà khoa học của thế kỷ 21 đã vô cùng sửng sốt khi thấy rằng, từ hàng nghìn năm trước, người ta đã tiến hành các ca phẫu thuật sọ não khá hoàn hảo mà không sử dụng bất cứ phương tiện kỹ thuật y học hiện đại nào ngoài những... lời cầu kinh để “gây mê” đưa con người vào trạng thái mơ màng, hay những lá thuốc hoang dại để khử trùng. Mục đích của các ca “khoan sọ” này là chữa bệnh, xua tà và có thể là còn vì những lý do tôn giáo, tín ngưỡng, văn hóa khác....
Năm 1995, trong cuộc khai quật thánh tích Dawenko - nền văn hóa tồn tại suốt 1.500 năm vào khoảng 6.100 năm trước, các nhà khảo cổ đã phát hiện một hộp sọ phía sau có một lỗ khoan rất chỉn chu với bề rộng chừng 2,5 phân. Đường viền cong của lỗ tròn cho thấy đã có một số tác động từ bên ngoài để “nâng cấp” phần bị tổn thương, sau đó tế bào xương và da dần dần được tái tạo lại. Ca phẫu thuật thành công đến nỗi chủ nhân của hộp sọ này không chỉ sống sót qua ca mổ xẻ mà còn thọ khá lâu sau đó. Các chuyên gia cho rằng đây có thể là ca phẫu thuật não người sớm nhất trong lịch sử nhân loại.
Điều ngạc nhiên là những chiếc sọ người cổ được phẫu thuật khoan lỗ kiểu này đã xuất hiện rải rác khắp nơi trên thế giới. Các nghiên cứu khoa học mới đây cho biết người Inca cổ đại ở Peru cũng đã sớm biết cách giải phẫu và họ đã thành công trong việc di dời những mảnh xương nhỏ trong sọ người sống để trị các tổn thương vùng đầu.
Công đoạn khoan xương thường được các thầy thuốc Inca cổ đại áp dụng với người đàn ông trưởng thành, để chữa trị các hậu chấn thương khi người đó tham gia các trận chiến. Theo các nhà nghiên cứu, thì từ năm 1400, tỷ lệ sống sót qua phẫu thuật đã đạt đến 90% và tỷ lệ nhiễm trùng hầu như rất thấp. Bà Valerie Andrushk, một chuyên gia phẫu thuật thuộc Đại học New Haven ở Nam Connecticut, Mỹ nói: “Dựa trên các phát hiện mới về các đợt giải phẫu của người Inca đã cho các nhà khoa học nhận định rằng, người Inca cổ đại đã phát triển các kiến thức chi tiết về khoa giải phẫu. Họ là những bậc thầy về giải phẫu”.
Bà Valerie Andrushk nhận định, các thầy thuốc người Inca rất cẩn thận trong việc tránh các vùng trên hộp sọ vì họ sợ trong lúc khoan xương có thể nguy hại đến bộ não của người sống, gây nên chứng chảy máu não hay nhiễm trùng. Các cuộc phẫu thuật đã diễn ra mà không hề có sự can thiệp của thuốc gây mê và các loại thuốc kháng sinh, nhưng thay vào đó, người Inca rất cao tay trong việc sử dụng dược thảo chữa bệnh.
Hai loại thảo dược được người Inca cổ đại thường xuyên sử dụng trong các phương thuật của mình là cây cacao và cây thuốc lá hoang dại. Các loại thuốc khử trùng có nguồn gốc thiên nhiên như dầu cây nhựa thơm và cây saponin (một loại cây cho nhựa như xà bông) có tác dụng tốt trong việc chống các bệnh truyền nhiễm trong suốt quá trình phẫu thuật.
Valerie Andrushk và người cộng sự của mình thuộc Đại học Tulane ở New Orleans, Mỹ đã nghiên cứu 11 ngôi mộ ở Cuzco và các vùng xung quanh. Họ tìm ra 411 hộp sọ được bảo tồn nguyên vẹn, 66 hộp sọ được khoan vào trong xương. Một số hộp sọ bị đục lỗ hơn 1 lần, cá biệt có hộp sọ bị đục tới 7 lần.
Phẫu thuật sọ được phát hiện cũng đã diễn ra vào đầu năm 400 trước Công nguyên ở Nam Mỹ và một vài vùng đất khác nhau trên thế giới. Ở Uganda và Đông Kenya cho đến nay vẫn tồn tại bộ lạc người Kiziya. Ở đó, các thầy lang thường khoan sọ trong những điều kiện nguyên thủy. Đã từng có một bộ phim tài liệu quay về chuyện này. Người ta nhìn thấy cảnh một thầy thuốc bày những dụng cụ thô sơ trên tàu lá chuối và đã tiến hành việc khoan sọ một cách thành công mà không cần gây tê, không cần khử trùng, thậm chí không cả lau đầu cho bệnh nhân.
Những người thuộc bộ lạc da đỏ cổ đại Inki ở Nam Mỹ cũng đã tiến hành những ca phẫu thuật này, ngoài việc trừ tà, còn để loại bỏ máu tụ dưới vòm sọ do chấn thương gây ra.
Gần đây, quanh quần thể lăng tẩm đồ sộ Abusimbel (ở miền nam Ai Cập), các nhà khảo cổ Anh đã tình cờ bắt gặp một ngôi mộ nhỏ trong đó có 3 xác ướp đã khô. Mỗi xác ướp chừng 4.500 tuổi, trong hộp sọ có những lá vàng khổ to, được đặt vào khi họ còn sống. Đây là một trong những bằng chứng về thành tựu đáng kinh ngạc của y học Ai Cập cổ đại. Cách đây 5.000 năm, các thầy thuốc Ai Cập đã mổ sọ để cắt khối u. Dấu vết của sự can thiệp kiểu như vậy vẫn còn được lưu giữ trên nhiều xác ướp. Các ca mổ lớn như trên có thể còn được tiến hành sớm hơn nữa, nhưng chỉ phát triển mạnh từ thời đại tư tế của thần Ra là Imhotep. Năm 2630 trước Công nguyên, sau khi nhận chức Tổng thượng thư, Imhotep thông báo rằng các vị thần linh đã truyền cho ông thuật chữa bệnh, rồi mở trường đào tạo thầy thuốc. Các ca mổ sọ đầu tiên do viên đại tư tế đích thân thực hiện. Để gây mê, Imhotep đã đưa bệnh nhân vào trạng thái “mơ màng” bằng cách đọc kinh cầu nguyện, sau đó cho họ uống dung dịch thuốc ngủ chế biến từ một loại thảo mộc chứa chất ma túy, khiến họ mất hết cảm giác. Ông dùng vàng để ngăn ngừa nhiễm trùng máu vì tin rằng thứ kim loại này có đặc tính sát trùng. Bởi thế mới có những lá vàng nằm trong hộp sọ của xác ướp. Các nhà khảo cổ học đã tranh cãi rất nhiều về việc làm cách nào để thực hiện các ca phẫu thuật sọ, nó phục vụ cho mục đích gì: một bước tiến y học, một nghi lễ tâm linh hay là vì các lý do văn hóa khác. Những ca phẫu thuật sọ với người Inca chắc chắn là dùng để chữa trị các chấn thương vùng đầu cho binh sĩ. Vị trí để phẫu thuật sọ ở người Inca là chính giữa hoặc bên trái hộp sọ. Ngoài ra, các thầy thuốc Inca cổ đại còn tiến hành việc đục xương sọ nhằm mục đích chữa bệnh động kinh hay các chứng truyền nhiễm kinh niên trong xương.
Tuy nhiên, căn cứ theo nhiều mẫu sọ được khoan thủng tìm thấy khác, theo nhiều nhà nghiên cứu, việc khoan sọ không chỉ để chữa bệnh thuần túy, mà còn có thể vì những lý do tâm linh, văn hóa hay niềm tin vào những khả năng kỳ lạ khác nữa, bởi lẽ thậm chí ngay cả ngày nay, nhiều người vẫn tin rằng việc khoan một lỗ... trên đỉnh đầu sẽ giúp con người có được sự hài hòa về mặt tinh thần, sáng suốt minh mẫn, mở ra những khả năng tiềm tàng, vĩnh viễn làm cho con người không bị trầm uất và trở thành “một sinh linh siêu thông minh và trác việt”. Thậm chí bộ lạc Incans và Mayans được phát hiện còn thích... khoan sọ vì mục đích... trang điểm.