Роджер Уолкотт Сперри

Роджер Сперри
Рожденный	Роджер Уолкотт Сперри 20 августа 1913 г. ( 21.08.2018 ) Хартфорд, Коннектикут , США
Умер	17 апреля 1994 г. ( 18 апреля 1994 г. ) (80 лет) Пасадена, Калифорния , США
Альма-матер	Оберлинский колледж Чикагский университет (доктор философии)
Известный	разделенного мозга Исследование Гипотеза хемоаффинности
Награды	Нобелевская премия по физиологии и медицине (1981 г.)
Научная карьера
Поля	Нейропсихология
Тезис	Функциональные результаты пересечения нервов и транспозиции мышц передних и задних конечностей крысы   (1941).
Докторантура	Пол А. Вайс
Веб-сайт	Роджерсперри .org

Роджер Уолкотт Сперри (20 августа 1913 — 17 апреля 1994) — американский нейропсихолог , нейробиолог , когнитивный нейробиолог и нобелевский лауреат, который вместе с Дэвидом Хантером Хьюбелом и Торстен Нильс Визель , получивший в 1981 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине за работу по исследованию расщепленного мозга . Обзор общей психологии , опубликованный в 2002 году, поставил Сперри на 44-е место по цитируемости психолога 20-го века.

Молодость

Сперри родился в Хартфорде, штат Коннектикут , в семье Фрэнсиса Бушнелла и Флоренс Кремер Сперри. Его отец занимался банковским делом, а мать училась в бизнес-школе. Он вырос в среде высшего среднего класса, что делало упор на академические достижения. У Роджера был брат Рассел Лумис. Их отец умер, когда Роджеру было 11 лет. После этого его мать стала помощницей директора местной средней школы.

Сперри учился в средней школе Холла в Вест-Хартфорде, штат Коннектикут , где он был звездным спортсменом в нескольких видах спорта и достаточно хорошо учился, чтобы выиграть стипендию в Оберлин-колледже . В Оберлине он был капитаном баскетбольной команды, а также принимал участие в университетских бейсболе, футболе и легкой атлетике. Он также работал в кафе на территории кампуса, чтобы прокормить себя. Сперри изучал английский язык, но он посещал курс «Введение в психологию», который вел профессор по имени Р. Х. Стетсон, который работал с Уильямом Джеймсом , отцом американской психологии. Этот урок пробудил у Сперри интерес к мозгу и тому, как он может меняться. Стетсон был инвалидом, и ему было трудно передвигаться, поэтому Сперри помогал ему, отвозя туда и обратно, куда ему нужно было идти. В том числе пригласил Стетсона на обед с его коллегами. Сперри просто сидел в конце стола и слушал, как Стетсон и его коллеги обсуждают свои исследования и другие психологические интересы. Это еще больше увеличило интерес Сперри к психологии, и после того, как он получил степень бакалавра по английскому языку в Оберлине, он решил остаться и получить степень магистра психологии. Он получил степень бакалавра английского языка в 1935 году и степень магистра в области английского языка. психологии в 1937 году. Он получил степень доктора философии. Степень бакалавра зоологии в Чикагском университете в 1941 году под руководством Пола А. Вайса . Затем Сперри проводил постдокторские исследования вместе с Карлом Лэшли в Гарвардском университете , хотя большую часть своего времени он проводил с Лэшли в Центре исследования приматов Йеркса в Ориндж-Парке, Флорида .

Карьера

В 1942 году Сперри начал работать в Йерксовой лаборатории биологии приматов , тогда входившей в состав Гарвардского университета . Там он сосредоточился на экспериментах по перестройке двигательных и сенсорных нервов. Он уехал в 1946 году, чтобы стать доцентом, а затем доцентом Чикагского университета . В 1949 году при плановой рентгенографии грудной клетки были обнаружены признаки туберкулеза. Его отправили на лечение на озеро Саранак в горах Адиронак в Нью-Йорке. Именно в это время он начал писать свои концепции разума и мозга и впервые был опубликован в журнале American Scientist в 1952 году. В 1952 году он стал руководителем отдела неврологических заболеваний и слепоты в Национальном институте здравоохранения и закончил год в Лаборатории морской биологии в Корал-Гейблс, Флорида. Сперри вернулся в Чикагский университет в 1952 году и стал доцентом психологии. Ему не предложили должность в Чикаго, и он планировал переехать в Бетесду, штат Мэриленд, но его задержала задержка строительства Национального института здравоохранения. В это время друг Сперри Виктор Хепберн пригласил его прочитать лекцию о своих исследованиях на симпозиуме. Среди слушателей симпозиума были профессора Калифорнийского технологического института, которые, прослушав лекцию Сперри, были настолько впечатлены им, что предложили ему должность профессора психобиологии Хикссона. В 1954 году он принял должность профессора Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт как профессор психобиологии Хикссона), где он провел свои самые известные эксперименты с Джозефом Богеном , доктором медицины, и многими студентами, включая Майкла Газзанигу .

Под руководством Пола Вайса во время защиты докторской степени. В Чикагском университете Сперри заинтересовался специфичностью нейронов и структурой мозга и начал подвергать сомнению существующие концепции по этим двум темам. Он задал простой вопрос, впервые заданный на уроке «Введение в психологию» в Оберлине: «Природа или воспитание?» Он начал серию экспериментов, пытаясь ответить на этот вопрос. Сперри перекрестил двигательные нервы ног крыс так, чтобы левый нерв контролировал правую ногу, и наоборот. Затем он помещал крыс в клетку, внизу которой была электрическая решетка, разделенная на четыре секции. Каждую ногу крысы поместили в одну из четырех секций электросети. Удар был нанесен на определенный участок сетки, например, на решетку, где располагалась левая задняя нога крысы, был нанесен удар током. Каждый раз, когда левая лапа подвергалась удару, крыса поднимала правую лапу и наоборот. Сперри хотел знать, сколько времени понадобится крысе, чтобы понять, что она поднимает не ту лапу. После повторных тестов Сперри обнаружил, что крысы так и не научились поднимать правильную лапу, что привело его к выводу, что некоторые вещи просто запрограммированы и не могут быть переучены. По словам Сперри, «никакого адаптивного функционирования нервной системы не произошло». Во время постдокторской работы Сперри у Карла Лэшли в Гарварде и в Йерксовых лабораториях биологии приматов в Ориндж-Парке, штат Флорида, он продолжил свою работу над специфичностью нейронов, которую начал еще будучи докторантом, и инициировал новую серию исследований с участием саламандр. Зрительные нервы были перерезаны, а глаза повернуты на 180 градусов. Вопрос заключался в том, будет ли зрение нормальным после регенерации, или животное всегда будет видеть мир «перевернутым» и перевернутым вправо-влево. Если последнее окажется правдой, это будет означать, что нервы каким-то образом «вернулись» обратно к исходным местам окончания. Восстановление нормального зрения (то есть «видение» мира в «правой стороне») означало бы, что регенерирующие нервы завершились в новых местах, совершенно отличающихся от первоначальных. Животные реагировали так, как будто мир перевернулся справа налево. Более того, никакие тренировки не могли изменить реакцию. Эти исследования, которые предоставили убедительные доказательства управления нервами с помощью «сложных химических кодов под генетическим контролем» (1963), завершились открытием Сперри. гипотеза хемоаффинности (1951).

Позже Сперри входил в Попечительский совет и был почетным профессором психобиологии Калифорнийского технологического института. в Здание неврологии Сперри Оберлинском колледже было названо в его честь в 1990 году.

Нобелевская

За свою жизнь Сперри был удостоен множества наград, в том числе премии «Ученый года Калифорнии» в 1972 году, Национальной медали науки в 1989 году, премии Вольфа в области медицины в 1979 году, премии Альберта Ласкера за медицинские исследования в 1979 году и Нобелевской премии. по медицине/физиологии в 1981 году, которую он поделился с Дэвидом Х. Хьюбелем и Торстеном Н. Визелем. Сперри получил эту награду за свою работу с пациентами с «расщепленным мозгом». Мозг разделен на два полушария, левое и правое, соединенные посередине частью мозга, называемой мозолистым телом. У пациентов с «расщеплением мозга» мозолистое тело было разорвано из-за пациентов, страдающих эпилепсией, заболеванием, вызывающим интенсивные и постоянные судороги. Приступы начинаются в одном полушарии и продолжаются в другом полушарии. Разрезание мозолистого тела предотвращает перемещение приступов из одного полушария в другое, что затем предотвращает возникновение приступов, что позволяет пациентам нормально функционировать, а не страдать от непрерывных приступов.

Сперри впервые заинтересовался исследованием «разделенного мозга», когда работал над темой межглазного переноса, который происходит, когда «человек учится одним глазом, как решать проблему, а затем, закрыв этот глаз и используя другой глаз, уже знает, как решить проблему». Сперри задал вопрос: «Как обучение одним глазом может происходить при использовании другого?» Сперри перерезал нервы в глазах кошек, так что левый глаз был соединен с левым полушарием, а правый глаз — с правым полушарием; он также перерезал мозолистое тело. Затем кошек учили отличать треугольник от квадрата, закрыв правый глаз. Затем кошкам была представлена ​​та же проблема с закрытым левым глазом; кошки понятия не имели, что они только что узнали правым глазом, и благодаря этому их можно было научить отличать квадрат от треугольника. В зависимости от того, какой глаз был закрыт, кошки либо отличали квадрат от треугольника, либо треугольник от квадрата, демонстрируя, что левое и правое полушария узнали и запомнили два разных события. Это привело Сперри к мысли, что левое и правое полушария функционируют раздельно, когда они не связаны мозолистым телом.

Исследования Сперри на кошках с «расщепленным мозгом» помогли обнаружить, что перерезание мозолистого тела является очень эффективным методом лечения пациентов, страдающих эпилепсией. Первоначально после того, как пациенты восстановились после операции, не было никаких признаков того, что операция вызвала какие-либо изменения в их поведении или функционировании. Это наблюдение поставило вопрос: если операция не оказала абсолютно никакого влияния на какую-либо часть нормального функционирования пациентов, то какова же цель мозолистого тела? Было ли это сделано просто для того, чтобы удержать два полушария мозга от коллапса, как в шутку выразился Карл Лэшли? Сперри попросили разработать серию тестов для пациентов с «разделенным мозгом», чтобы определить, вызвала ли операция изменения в функционировании пациентов или нет.

Работая со своим аспирантом Майклом Газзанигой , Сперри пригласил нескольких пациентов с «расщеплением мозга» добровольно принять участие в его исследовании, чтобы определить, повлияла ли операция на их функционирование. Эти тесты были разработаны для проверки речи, зрения и моторики пациентов. Когда человек смотрит на что-то в левом поле зрения (то есть на левой стороне тела), информация передается в правое полушарие мозга и наоборот. В первой серии тестов Сперри на короткое время показывал слово либо левому, либо правому полю зрения. Если слово было показано правому зрительному полю, то есть его обработало левое полушарие, то пациент мог сообщить, что видел это слово. Если слово показывалось в левом поле зрения, то есть его обрабатывало правое полушарие, то пациент не мог сообщить, что видел это слово. Это привело Сперри к мысли, что только левое полушарие мозга может произносить речь. Однако в ходе последующего эксперимента Сперри обнаружил, что правое полушарие действительно обладает некоторыми языковыми способностями. В этом эксперименте он просил пациентов положить свои левые руки на поднос, полный предметов, расположенный под перегородкой, чтобы пациент не мог видеть эти предметы. Затем в левом поле зрения пациента показывалось слово, которое обрабатывалось правым полушарием мозга. Это слово описывало один из предметов на подносе, поэтому левая рука пациента взяла в руки предмет, соответствующий слову. Когда участников спросили о слове и предмете в их руках, они заявили, что не видели слова и понятия не имели, почему они держат этот предмет. Правое полушарие мозга узнало слово и приказало левой руке поднять его, но поскольку правое полушарие мозга не может говорить, а левое полушарие мозга не видело слова, пациент не мог сформулировать, что он говорит. видел.

В другой серии экспериментов, изучающих латерализацию речи в левом и правом полушариях, Сперри предъявлял один объект в левое поле зрения, а другой объект — в правое поле зрения пациентов с «расщепленным мозгом». Левую руку пациента помещали под перегородку, а затем просили нарисовать левой рукой то, что ему было показано. Пациенты рисовали то, что они видели в левом поле зрения, но когда их спрашивали, что они нарисовали, они описывали то, что было показано в их правом поле зрения. Эти тесты доказали, что разрыв мозолистого тела нарушает связь между левым и правым полушариями, делая их неспособными общаться друг с другом. Они не только неспособны общаться друг с другом, но и без соединяющего их мозолистого тела одно полушарие даже не подозревает о существовании другого полушария. Свидетельства этому были даже за пределами лаборатории, когда некоторые пациенты сообщили, что «пока их левая рука расстегивала рубашку, правая рука следовала за ней и снова застегивала ее». Эти эксперименты принесли пользу множеству людей по-разному.

По его словам, каждое полушарие представляет собой:

действительно, это самостоятельная сознательная система, воспринимающая, думающая, запоминающая, рассуждающая, желающая и испытывающая эмоции, и все это на характерно человеческом уровне, и... как левое, так и правое полушарие могут быть сознательными одновременно в разных, даже взаимно взаимозависимых противоречивые психические переживания, которые протекают параллельно

- Роджер Уолкотт Сперри, 1974 г.

Это исследование внесло большой вклад в понимание латерализации функций мозга . В 1989 году Сперри также получил Национальную медаль науки . Впоследствии, в 1993 году, Сперри получил Премию за выслугу от APA.

Помимо своего вклада в установление латеральной функции мозга, Сперри известен своей « гипотезой хемоаффинности », которая не только оказала влияние на формирование проверяемых гипотез о том, как точная схема нейронной связи устанавливается в мозге, но и на гипотезу само по себе проверено многочисленными экспериментами.

Клетки и волокна головного мозга должны нести какие-то индивидуальные идентификационные метки, предположительно цитохимического характера, по которым они отличаются друг от друга почти во многих регионах до уровня одиночных нейронов.

— Роджер Уолкотт Сперри

По словам обзорной статьи 2009 года в журнале Science : «Он предположил, что градиенты таких идентификационных меток на нейронах сетчатки и на клетках-мишенях в мозге координируют упорядоченную проекцию миллионов развивающихся аксонов сетчатки. Эта идея была поддержана идентификация и генетический анализ молекул, направляющих аксоны, в том числе тех, которые направляют развитие зрительной системы позвоночных». Это было подтверждено в семидесятых годах работами Маршалла Ниренберга на кур сетчатке Drosophila melanogaster , а затем и на личинках .

Эксперименты, проведенные Сперри, были сосредоточены на четырех основных идеях, которые также называли «переворотами»: эквипотенциальность, исследования расщепления мозга, регенерация и пластичность нервов и психология сознания.

Личная жизнь

В 1949 году Сперри женился на Норме Гей Дюпри. У них был сын Гленн Майкл и дочь Джанет Хоуп. Сперри был тихим, вдумчивым и скромным человеком с ненасытным любопытством. Он никогда не переставал работать, задавать вопросы и учиться вплоть до своей смерти в 1994 году от БАС или болезни Лу Герига. Сперри часто можно было найти в своем офисе, положив ноги на стол и записывая записи в блокноте или глубоко задумавшись. Сперри был заядлым палеонтологом и выставлял свою большую коллекцию окаменелостей у себя дома. Он также был очень талантливым скульптором, художником и керамистом. Ему нравилось ходить в походы и на рыбалку со своей женой и детьми в Бахе, Калифорния .

Награды и почести

• 1931–1935 Стипендия Амоса К. Миллера, Оберлинский колледж
• 1941–1942 Стипендия Национального исследовательского совета
• Награждение выдающихся выпускников 1954 года, Оберлинский колледж
• 1960 г. Избран в Национальную академию наук.
• 1963 г. избран Американской академией искусств и наук.
• 1969 Медаль Говарда Кросби Уоррена, Общество психологов-экспериментаторов
• Премия 1971 года за выдающийся научный вклад , Американская психологическая ассоциация.
• 1972 Соучредитель премии Уильяма Томсона Уэйкмана за исследования, Национальный фонд параплегии.
• Премия "Ученый года Калифорнии" 1972 года
• 1972 г. Степень почетного доктора наук Кембриджского университета.
• 1973 года Премия Пассано в области медицины
• 1974 г. избран почетным членом Американской неврологической ассоциации.
• 1974 г. Избран Американским философским обществом.
• Соучредитель премии Клода Бернара в области научной журналистики 1975 года.
• 1976 года Премия Карла Спенсера Лэшли Американского философского общества
• 1976 г. избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS).
• 1976 г. Степень почетного доктора наук Чикагского университета.
• 1978 г. Избран членом Папской академии наук.
• 1979 Почетный доктор наук, Кеньон-колледж.
• 1979 года в области медицины Премия Вольфа
• 1979 года Премия Ральфа В. Джерарда в области неврологии Общества нейронаук
• 1979 г. Специальная награда Международной ассоциации визуальной грамотности за 1979 г.
• 1979 года за медицинские исследования Премия Альберта Ласкера
• 1980 г. Степень почетного доктора наук Рокфеллеровского университета.
• Премия "Золотая тарелка" 1980 года Американской академии достижений.
• 1981 г. Разделил Нобелевскую премию по медицине.
• 1981 Член-основатель Всемирного совета по культуре .
• 1982 г. Степень почетного доктора наук, Оберлинский колледж.
• Премия Калифорнийской психологической ассоциации 1982 года за выдающиеся научные достижения в области психологии
• Премия Realia 1986 года Института передовых философских исследований.
• Премия Общества наставников 1987 года
• 1988 г. избран иностранным членом Академии наук СССР.
• 1989 г. Национальная медаль науки
• 1989 г. Избран стипендиатом Уильяма Джеймса . Американского психологического общества
• 1993 года Премия за заслуги перед жизнью , Американская психологическая ассоциация.

Библиография

• " Сперри, RW (1945). «Проблема реорганизации центральной нервной системы после регенерации нервов и транспозиции мышц». Ежеквартальный обзор биологии . 20 (4): 311–369. дои : 10.1086/394990 . ПМИД   21010869 . S2CID   39594330 .
• Сперри, RW (1951). «Регуляторные факторы упорядоченного роста нейронных цепей». Рост (Приложение 10): 63–87. ПМИД   13151458 .
• Сперри, RW (1961). «Церебральная организация и поведение: разделенный мозг во многих отношениях ведет себя как два отдельных мозга, что открывает новые возможности для исследований». Наука . 133 (3466): 1749–1757. дои : 10.1126/science.133.3466.1749 . ПМИД   17829720 .
• Сперри, RW (1963). «Хемоаффинность в упорядоченном росте структур и соединений нервных волокон» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 50 (4): 703–710. Бибкод : 1963PNAS...50..703S . дои : 10.1073/pnas.50.4.703 . ПМК   221249 . ПМИД   14077501 .
• «Межполушарные взаимоотношения: неокортексные комиссуры; синдромы отключения полушарий». (совместно с MS Gazzaniga и JE Bogen) В: PJ Vinken и GW Bruyn (ред.), Handbook Clin. Нейрол (Амстердам: издательство North-Holland Publishing Co.) 4: 273–290 (1969)
• «Боковая специализация в хирургически разделенных полушариях». В: Ф. Шмитт и Ф. Уорден (ред.), Третья программа исследований нейронаук (Кембридж: MIT Press) 3: 5–19 (1974).
• Сперри, RW (1980). «Взаимодействие разума и мозга: ментализм — да; дуализм — нет». Нейронаука . 5 (2): 195–206. дои : 10.1016/0306-4522(80)90098-6 . ПМИД   7374938 . S2CID   38872616 .
• «Наука и моральный приоритет: слияние разума, мозга и человеческих ценностей». Конвергенция , Том. 4 (сер. редактор Рут Аншен) Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета (1982)
• Гамильтон, ЧР (1998). «Пути в мозгу, действия разума: специальный выпуск в честь Роджера В. Сперри». Нейропсихология . 36 (10): 953–954. ПМИД   9845044 .
• Гирстенбри, В. (1981). «Разные лица полушарий. Вручение Нобелевской премии по медицине и физиологии 1981 года нейробиологам Сперри, Хьюбелу и Визелю». Fortschritte der Medizin . 99 (47–48): 1978–1982. ПМИД   7035316 .
• Оттосон, Д. (1981). «Сперри дал нам новое измерение взглядов на высшие функции мозга». Лякартиднинген . 78 (43): 3765–3773. ПМИД   7033697 .

Внешние ссылки

• Роджер В. Сперри на Nobelprize.org