The Embryo Project Encyclopedia

Roger Wolcott Sperry estudió la función del sistema nervioso en los Estados Unidos durante el siglo XX. Estudió patrones de cerebro dividido en gatos y humanos que resultan de separar los dos hemisferios del cerebro después de cortar el cuerpo calloso, el puente entre los dos hemisferios del cerebro. Descubrió que después de separar el cuerpo calloso, los dos hemisferios del cerebro no podían comunicarse y desempeñaban funciones como si el otro hemisferio no existiera. Sperry también estudió la regeneración del nervio óptico y desarrolló la hipótesis de la quimioafinidad. La quimiafinitipotesis declaró que los axones, la parte larga de las neuronas en forma de fibra, se conectan a sus células diana a través de marcadores químicos especiales. Eso desafiaba el principio de resonancia previamente aceptado de la conexión neuronal. En 1981, Sperry fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología oredicina junto con David Hubel y Torsten Wiesel.

Sperry nació el 20 de agosto de 1913 en Hartford, Connecticut, en casa de Florence KraemerSperry y Francis Bushnell Sperry. Tenía un hermano menor, Russel Loomis. El padre de Sperry era banquero y su madre era estudiante de negocios. A la edad de once años, el padre de Sperry murió y su madre se convirtió en subdirectora de una escuela secundaria para apoyar financieramente a la familia.Durante su carrera en la escuela secundaria, Sperry participó en deportes universitarios múltiples. Al graduarse de la escuela secundaria, recibió una beca académica Miller de cuatro años en Oberlin College en Oberlin, Ohio. En Oberlin, Sperry se especializó en inglés y participó en actividades atléticas, graduándose en 1935 con una licenciatura en Artes. Sperry también asistió a la Oberlin College forgraduate school, donde estudió psicología. Sperry recibió una maestría en psicología en 1937, después de investigar la estructura y el comportamiento del cerebro con Raymond HerbertStetson, quien estudió el habla, la motricidad y el movimiento de habilidades.

Después de graduarse de Oberlin con su maestría, Sperr cambió su enfoque de las humanidades a las ciencias y se preparó para un programa de doctorado en zoología. En 1938 se matriculó en la Universidad de Chicago en Chicago, Illinois, donde trabajó con Paul Alfred Weiss, quien investigó las conexiones neuronales y las funciones cerebrales superiores. Mientras trabajaba con Weiss, Sperry estudió el intercambio quirúrgico de nervios en las extremidades posteriores de ratas. En este proceso, el nervio principal de la extremidad derecha se separó quirúrgicamente y se volvió a unir a la extremidad izquierda, o viceversa. Luego Sperryshockeó una de las extremidades traseras con electricidad y registró qué extremidad se levantó en reacción al estímulo. Después de experimentos repetidos, Sperry notó que las ratas nunca levantaron el miembro que estaba siendo impactado, y en su lugar levantaron el limbo opuesto donde había unido los nervios motores. Por ejemplo, cada vez que la extremidad trasera derecha se conmocionaba, la extremidad trasera izquierda se levantaba, y viceversa. Eso sucedió porque el miembro trasero derecho tenía el nervio del miembro trasero izquierdo y el miembro trasero izquierdo tenía el nervio del miembro trasero derecho. Las ratas no levantaron la extremidad correcta, no importa cuántas veces se sorprendieron, y no pudieron aprender y adaptarse a la nueva posición de los nervios motores. Sperry concluyó que la función motora no se podía adaptar, y era innata, lo que significaba que el mamífero nació con la función especificada para cada nervio motor y no se podía ajustar.

En 1941, Sperry recibió una beca apostdoctoral en el laboratorio de Karl Spencer Lashley en la Universidad de Arvard en Cambridge, Massachusetts, donde realizó múltiples experimentos que proporcionaron los datos para el desarrollo de la hipótesis de la feminidad. Solo un año después, Sperry siguió a hismentor Lashley a Orange Park, Florida, para continuar su investigación en un área aislada de la Segunda Guerra Mundial. Durante ese tiempo, Sperry estudió a los anuros, una orden de anfibios que incluía ranas. Realizó múltiples experimentos en las grogs rotando sus ojos y cortando el nervio óptico, que normalmente transporta la información visual de la retina del ojo al cerebro para su análisis.

Después de las ministraciones de Sperry, las ranas vieron el mundo al revés y su sentido de derecha e izquierda invertida. Descubrió que, sin importar cuánto tiempo pasara, las ranas no podían procesar la información visual normalmente y su visión estaba invertida permanentemente. Eso significa que las fibras del nervio óptico volvieron a crecer al mismo punto de origen exacto que antes de la cirugía y no se adaptaron a la rotación del ojo. Su investigación de regeneración del nervio óptico en ranas ayudó a Sperry a desarrollar su hipotesis de quimioafina. En 1946, Sperry regresó a la Universidad de Chicago, donde se convirtió en profesor asistente. En 1949, Sperry se casó con Norma Gay Deupree. Tuvieron dos hijos, un hijo Glenn Michael en 1953 y una hija Janeth Hope en 1963.

Casi diez años después de sus experimentos originales con ranas en 1951, en la Universidad de Chicago, Sperry propuso una nueva idea para explicar la conectividad de las neuronas, la hipótesis de la quimioafinidad. El sistema nervioso consta de dos partes, el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico. El cerebro y el cordón espinal central constituyen el sistema nervioso central, mientras que el sistema nervioso periférico se refiere a los nervios que abarcan todo el cuerpo.

En ese momento, los científicos mantuvieron que durante el desarrollo del sistema nervioso, los axones tienen una frecuencia específica reconocida por una célula diana y se ajustan a esa célula diana específica. Como resultado, las conexiones entre los axones y sus células diana no eran específicas, y cualquier axón podía suministrar cualquier célula diana si se empujaba en su dirección. En contraste, Sperry propuso que los axones reconocieran señales químicas producidas por sus células objetivo, que especificaban exactamente a qué células se podían unir los axones. Bajo la hipótesis de quimioafinidad de Sperry, cada axón dentro del nervio óptico solo puede unirse a sus células diana originales definidas durante el desarrollo embrionario. Por lo tanto, si se cortan, las fibras nerviosas vuelven a sus lugares de unión originales. La hipótesis de fusión rechazaba la hipótesis de resonancia que Weisshad había introducido anteriormente, que predecía que las conexiones nerviosas realizadas durante el desarrollo eran inespecíficas y aleatorias.

Sperry utilizó la hipótesis de quimioafinidad para definir todas las conexiones de los nervios del cerebro a sus células diana y afirmó que los axones se adhieren a sus células diana a través de un marcador químico único especificado. Sperry demostró que las conexiones nerviosas eran específicas de las células y, por lo tanto, una vez que se formaron las conexiones entre la célula diana y el axodurante el desarrollo embrionario, su función y área de acoplamiento no podían cambiar. Al principio, no sabía qué era lo que guiaba la especificidad de un axón a su célula diana, pero Asperry planteó la hipótesis de que era un simple marcador químico único para cada célula.

Sperry también propuso que el diagrama de la conexión nerviosa en el cuerpo determinado por el genotipo y los fabricantes químicos se desarrolle durante la diferenciación de la celulitis, lo que guía a los axones a sus respectivos objetivos. En consecuencia, cada axón estaba predeterminado para conectarse a su célula diana sola durante el desarrollo por el genotipo, que es la colección de todos los genes de un mamífero. Esa fue una nueva idea que muchos investigadores estudiaron en profundidad y, finalmente, la comunidad científica aceptó la teoría de la conexión química de los axones a sus células diana. Con su investigación de la hipótesis de la química, Sperry propuso una nueva comprensión de las conexiones nerviosas dentro del cuerpo humano.

Otra área de investigación de Sperry fue la especialización funcional de los hemisferios cerebrales en mamíferos. En 1954, Sperry se mudó a Pasadena, California, donde trabajó en el CaliforniaInstitute of Technology, o Caltech, en Pasadena, California.At el tiempo, el procedimiento de cortar el cuerpo calloso, o el puente entre los hemisferios izquierdo y derecho del cerebro, se convirtió en una opción de tratamiento para la epilepsia. La epilepsia es una afección que causa convulsiones aleatorias. En ese procedimiento, los médicos de investigación cortarían el cuerpo calloso para evitar que los impulsos eléctricos se propagaran de un hemisferio a otro. Después de esta cirugía, los individuos con epilepsia pudieron llevar una vida normal y realizar la mayoría de las tareas sin problemas, lo que provocó que el esperanzador cuestionara la función del cuerpo calloso, dado que al no tener ningún efecto aparente.

En la década de 1950 y principios de la década de 1960, Sperry realizó originalmente una investigación de cerebro dividido en gatos para imitar el cerebro de un paciente epiléptico después de una intervención quirúrgica. El cerebro tiene dos hemisferios, cada uno responsable del lado opuesto del cuerpo. El hemisferio derecho controla el lado izquierdo del cuerpo y el hemisferio izquierdo controla el lado derecho del cuerpo. Sperry comenzó sus experimentos para determinar la función del corpúsculo redondo cortando el cuerpo calloso y los nervios ópticos de ambos ojos en gatos. Después del procedimiento, enseñó a los gatos a distinguir un cuadrado de un triángulo con su ojo izquierdo, mientras que el ojo derecho estaba cubierto, y distinguir un triángulo de un cuadrado con su ojo derecho mientras que el ojo izquierdo estaba cubierto. Eso hizo que los gatos recordaran un escenario con un ojo y otro escenario con el otro ojo. Más tarde, dependiendo de qué ojo estaba cubierto, el gato podía distinguir un cuadrado de un triángulo o un atriángulo de un cuadrado. Eso significaba que los gatos recordaban dos eventos diferentes con dos hemisferios diferentes, que funcionaban completamente separados el uno del otro. Dado que los gatos solo podían distinguir las formas en dos escenarios separados, Sperry concluyó que el corpúsculo redondo era crucial para conectar los hemisferios para comprender la información por el cerebro. Por ejemplo, el gato podría distinguir el triángulo y el cuadrado con ambos ojos con un cuerpo calloso incrustado.

Dados sus resultados en gatos, Sperry realizó pruebas similares con voluntarios humanos que tenían un cuerpo calloso cortado debido a circunstancias externas. Tuvo resultados similares. En sus humantests, Sperry mostró las palabras de los voluntarios durante un corto período.Si el investigador presentaba la palabra en el campo de visión derecho, el hemisferio izquierdo del cerebro la procesaba y si estaba representado en el campo de visión izquierdo, el hemisferio derecho del cerebro la procesaba. Sin embargo, cuando Sperry pidió a los voluntarios que recordaran la palabra que acababan de ver, los resultados de esos dos simples experimentos fueron muy diferentes. Ningún paciente podría recordar la palabra si solo la viera con el ojo izquierdo. Sin embargo, la mayoría de los pacientes recuerdan la palabra si la vieron con el ojo derecho. A partir de estos resultados, Sperry concluyó que el hemisferio izquierdo es responsable del ojo derecho y era capaz de articular el habla, recordar y pronunciar palabras, mientras que el hemisferio derecho no era capaz de hacerlo.

A finales de la década de 1960, Sperry realizó un experimento de seguimiento para determinar cómo los dos hemisferios diferían en su función. Durante el experimento, Sperry pidió a los voluntarios que pusieran su mano izquierda, operada por el hemisferio derecho del cerebro, en una caja llena de diferentes objetos que no podían ver. Después de eso, los pacientes vieron una palabra que describía uno de los objetos en la caja con su ojo izquierdo solo, operado por el hemisferio derecho. Sperry señaló que la mayoría de los pacientes recogían ese objeto de la caja sin verlo, pero si se les pedía el nombre del objeto, no podían decirlo y no sabían por qué sostenían ese objeto. Esto llevó a Perry a concluir que el hemisferio derecho tenía alguna capacidad de reconocimiento de idioma, pero no de articulación del habla,lo que significaba que el hemisferio derecho era capaz de reconocer o leer una palabra, pero no podía pronunciar esa palabra, por lo que la persona no podía decirlo ni saber qué era.

En la última serie de experimentos, Sperry mostró un objeto en el ojo derecho de los pacientes y otro en su ojo izquierdo. Sperry pidió a los voluntarios que dibujaran lo que cortaban con la mano izquierda solamente. Todos los pacientes dibujaron el objeto que vieron con su ojo izquierdo, controlado por el hemisferio derecho, y describieron el objeto que vieron con su ojo derecho, controlado por el hemisferio izquierdo. Esperr concluyó que cada hemisferio del cerebro funciona independientemente como el único cerebro con un corpúsculo cortado, por lo que los hemisferios no se comunican y realizan canónicamente las funciones específicas de ese hemisferio.

A lo largo de su vida, Sperry recibió treinta y cuatro premios diferentes, incluido el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1981 por sus inhumanos de investigación de cerebro dividido. Sperry recibió el premio a los Científicos del Año de California de 1972, así como el Premio de por Vida de 1991 de la Asociación Americana de Psicología.

Sperry disfrutó de dinámicas, esculturas, campamentos, pesca, deportes, recolección de fósiles inusuales y danza folclórica estadounidense. Sperry murió el 17 de abril de 1994, en Pasadena, California, de esclerosis lateral amiotrófica, una enfermedad neurológica que involucra a las neuronas responsables del movimiento muscular voluntario, lo que debilita la función motora y los músculos.