אנו יוצאים בדרך כלל מנקודת הנחה לפיה ניתוחים הם דבר חדשני יחסית, שהגיעו יחד עם התפתחות הטכנולוגיה. ארכיאולוגים החוקרים את תרבות הקטקומבה שחיה לפני אלפי שנים באירופה חשפו גולגולת בת כ-5,000 שנה, ממנה אפשר ללמוד כי כבר באותם הימים היו נעשים ניתוחים, שאפילו עברו בהצלחה.
על פי המומחים, בגולגולת שנמצאה ישנם שני חורים גדולים אך מדויקים, שנעשו במיומנות עתיקה, הנראים כסימני ריפוי לאחר ניתוח רדיקאלי מתקופת הברונזה - מה שאומר שניתוח נעשה הרבה לפני המצאת חומר ההרדמה או אנטיביוטיקה. מהמחקר עלה כי כדי לבצע ניתוחים מהסוג הזה המנתחים השתמשו בקנאביס, פטריות הזיה ואפילו שיטות שמאניות כמו ריקוד במטרה להקהות את הכאב במהלך הניתוח.
ההליך הרפואי, המכונה טרפנינג, שימש גם כהליך חירום כירורגי לפגיעות ראש שנגרמו בזמנו כתוצאה מתאונות ציד או בקרב. באמצעות מקדחה המנתחים הסירו את שברי עצמות הגולגולת, ובכך אפשר היה לנקז את הדם כדי להקל על הלחץ במוח. כמו כן, על אף שבממצא הארכיאולוגי נראה כי המטופל שרד את הניתוח, נראה שהוא בכל זאת מת זמן קצר לאחר מכן. על פי ההשערות מכיוון שניתוחים מהסוג הזה נתפסו כלא נורמליים ואנשים באותם הימים האמינו כי הם הופכים לרוחות רעות.