az Embryo Project Encyclopedia

Roger Wolcott Sperry tanulmányozta az idegrendszer működését az Egyesült Államokban a huszadik század folyamán. Tanulmányozta a macskákon és embereken végzett osztott agymintákat, amelyek az agy két félgömbjének elválasztásából származnak, miután elvágták a corpus callosumot, az agy két féltekéje közötti hidat. Megállapította, hogy a corpus callosum elválasztása után az agy két féltekéje nem tudott kommunikálni, és úgy működtek, mintha a másik félteke nem létezne. Sperry tanulmányozta a látóideg regenerálódását és kifejlesztette a kemoaffinitás hipotézist. A kemoaffinityhypothesis kijelentette, hogy az axonok,a neuronok hosszú rostszerű része, speciális kémiai markereken keresztül kapcsolódnak célsejtjeikhez. Ez megkérdőjelezte a neuronális kapcsolat korábban elfogadott rezonancia elvét. 1981-ben Sperry elnyerte a fiziológiai Nobel-díjat Vagygyógyszer David Hubel és Torsten Wiesel mellett.

Sperry született augusztus 20-án, 1913-ban Hartford, Connecticut, Florence KraemerSperry és Francis Bushnell Sperry. Volt egy öccse, Russel Loomis. Sperry apja bankár volt, anyja pedig abusiness diák. Tizenegy éves korában Sperry apja meghalt, édesanyja pedig egy középiskola igazgatóhelyettese lett, hogy anyagilag támogassa a családot.Középiskolai karrierje során Sperry többször is részt vettvarsity sport. A középiskola elvégzése után négyéves Miller akadémiai ösztöndíjat kapott Oberlin Főiskola ban ben Oberlin, Ohio. Oberlinben Sperry angol szakon végzett, atlétikai tevékenységekben vett részt, 1935-ben diplomázott a Bachelor of Arts fokozattal. Sperry részt vett Oberlin Főiskolaiskolai iskola is, ahol pszichológiát tanult. Sperry 1937-ben pszichológiából szerzett mesterfokozatot, miután Raymond HerbertStetson alatt tanulmányozta az agy szerkezetét és viselkedését, aki beszédet, motoros és ügyességi mozgást tanult.

miután Oberlinből diplomázott, Sperrychangolt a humán tudományról a tudományra, és felkészült a zoológia adoktori programjára. 1938-ban beiratkozott a Chicagói Egyetemre, ahol Paul Alfred Weiss-szel dolgozott, aki a neuráliskapcsolatokat és a magasabb agyi funkciókat kutatta. Munka közbenweiss, Sperry tanulmányozta az idegek sebészeti cseréjét a patkányok hátsó végtagjaiban. Ebben a folyamatban a A jobb végtag fő idegét műtéti úton leválasztották és visszahelyezték a bal végtaghoz, vagy fordítva. Ezután Sperryshocked az egyik hátsó végtagok elektromos és rögzített, amely végtag felemelte válaszul az inger. Ismételt kísérletek után Sperry észrevette, hogy a patkányok soha nem emelték fel a sokkolt végtagot, ehelyett az ellenkező végtagot emelték fel, ahová a motoros idegeket rögzítette. Például, amikor a jobb hátsó végtag megdöbbent,a bal hátsó végtag felemelkedett, és viceversa. Ez azért történt, mert a jobb hátsó végtagnak a bal hátsó végtag idege volt, a bal hátsó végtagnak pedig a jobb hátsó végtag idege. A patkányok nem emelték fel a megfelelő végtagot, nem számít, hányszor sokkolták őket, és nem tudtak megtanulni és alkalmazkodni a motoros idegek új helyzetéhez. Sperry arra a következtetésre jutott, hogy a motoridegfunkció nem adaptálható, és veleszületett volt, ami azt jelentette, hogy az emlős az egyes motoros idegekhez meghatározott funkcióval született, és nem lehetett beállítani.

1941-ben Sperry aposztdoktori ösztöndíjat kapott Karl Spencer Lashley laboratóriumában, az Atharvard Egyetemen Cambridge-ben, Massachusettsben, ahol több kísérletet végzett, amelyek adatokat szolgáltattak a kemoaffinitás hipotézisének kidolgozásához. Alig egy évvel később Sperry követte Lashley-t a floridai Orange parkba, hogy folytassák kutatásaikat a második világháborútól elszigetelt területen. Több kísérletet is végzett a békákon, elforgatva a szemüket és elvágva a látóideget, ami általában a vizuális információt a szem retinájából az agyba szállítja elemzésre.

Sperry szolgálatai után a békák fejjel lefelé látták a világot, és jobb-és baloldali érzéküket megfordították. Úgy találta, hogy nem számít, mennyi idő telt el,a békák nem voltak képesek feldolgozni a vizuális információkat, és a látásuk állandóan fordított volt. Ez azt jelenti, hogy a látóideg rostok pontosan ugyanabba az eredetpontba nőttek vissza, mint a műtét előtt, és nem alkalmazkodtak a szem forgásához. A látóideg regenerációjaa békák kutatása segített Sperry-nek a kemoaffinityhypothesis kifejlesztésében. 1946-ban Sperry visszatért a Chicagói Egyetemre, ahol asszisztens lettprofesszor. 1949-ben Sperry feleségül vette Norma Gay Deupree-t. Két gyermekük született, egy fiuk, Glenn Michael 1953-ban és egy lányuk, Janeth Hope 1963-ban.

majdnem tíz évvel későbberedeti kísérletek békákkal 1951-ben, a Chicago Egyetemen Sperry új ötletet javasolt a neuronok összekapcsolhatóságának, a kemoaffinitás hipotézisének magyarázatára. Az idegrendszer két részből áll, a központi idegrendszerből és a perifériás idegrendszerből. Az agy és a gerincvelőközpont alkotja a központi idegrendszert, míg a perifériás idegrendszer az egész testet átívelő idegekre utal.

abban az időben a tudósok azt állították, hogy az idegrendszer fejlődése során az axonoknak van egy meghatározott frekvenciája, amelyet egy célsejt felismer, és igazodik az adott célsejthez. Ennek eredményeként az axonok és a célsejtek közötti kapcsolatok nem voltak specifikusak, és bármely axon bármilyen célsejtet elláthatott, ha az irányába tolták. Ezzel szemben Sperry azt javasolta, hogy az axonok felismerjék a célsejtjeik által előállított kémiai jeleket, amelyek pontosan meghatározták, hogy az axonok milyen sejteket tudnak megkötni. Sperry kemoaffinitási hipotézise szerint a látóidegen belüli minden axon csak az embrionális fejlődés során meghatározott eredeti célsejtjeihez képes kötődni. Ezért, ha vágják, idegszálakvissza nőnek az eredeti rögzítési helyükre. A kemoaffinitás hipotézise elutasította a Weisshad által korábban javasolt rezonancia hipotézist, amely azt jósolta, hogy a fejlődés során létrejött idegkapcsolatok nem specifikusak és véletlenszerűek.

Sperry a kemoaffinitás hipotézist használta az idegek összes kapcsolódásának meghatározására az agytól a célsejtekig, és kijelentette, hogy az axonok egy meghatározott egyedi kémiai markeren keresztül kapcsolódnak a célsejtekhez. Sperry megmutatta, hogy az idegkapcsolatok sejtspecifikusak, így amint a célsejt és az axon közötti kapcsolatok kialakulnak az embrionális fejlődés során, a funkciója és a kötődés területe nem változhat. Eleinte nem tudta, miirányította az axon specifitását a célsejtjéhez, desperry feltételezte, hogy ez egy egyszerű kémiai jelölőegyedülálló minden sejt számára.

Sperry azt is javasolta, hogy a testben a genotípus és a kémiai döntéshozók által meghatározott idegkapcsolat diagramma a cellulardifferenciáció során alakuljon ki, amely az axonokat a megfelelő célokhoz irányítja. Következésképpen minden axont előre meghatároztak,hogy csatlakozzonegyedül a célsejthez a genotípus fejlődése során, amely egy emlős összes génjének gyűjteménye. Ez volt az új ötlet, hogy sok kutató alaposan tanulmányozta ésvégül a tudományos közösség elfogadta az elméletetaz axonok kémiai kapcsolata a célsejtjeikkel. A chemoaffinity hipotézis kutatásával Sperry újat javasoltaz emberi testen belüli idegkapcsolatok megértése.

Sperry kutatásának másik területe a funkcionális voltaz agy félgömbjeinek specializációja emlősökben. 1954-ben Sperry a kaliforniai Pasadenába költözött, ahol a Californiainstitute of Technology-ban, vagy a Caltech-ben dolgozott Pasadenában, California.At az idő, a corpus callosum vágásának eljárása, vagyaz agy bal és jobb féltekéje közötti híd az epilepszia kezelési lehetőségévé vált. Az epilepszia aolyan állapot, amely véletlenszerű rohamokat okoz. Ebben az eljárásban a kutató orvosok levágnák a corpus callosumot, hogy megakadályozzák az elektromos impulzusok terjedését az egyik féltekéről a másikra. Miután ezt a műtétet elvégezték, az epilepsziában szenvedő egyének képesek voltak normális életet élniés a legtöbb feladatot probléma nélkül elvégzik, ami miatt Sperryhogy megkérdőjelezzék a corpus callosum funkcióját, tekintettel arra, hogy ennek súlyosítása nem volt nyilvánvaló hatása.

az 1950-es években ésaz 1960-as évek elején Sperry eredetileg osztott agykutatást végzett a macskákon, hogy utánozzák az epilepsziás beteg agyát.sebészeti beavatkozás. Az agynak két félgömbje vanfelelős a test másik oldaláért. A jobb félteke irányítja a test bal oldalát, a bal félteke pedig a test jobb oldalát. Sperry megkezdte kísérleteit a corpuscallosum funkciójának meghatározására a corpus callosum és a látóidegek levágásával mindkét szemből macskákban. A beavatkozás után megtanította a macskáknak, hogy a bal szemükkel megkülönböztessék a négyzetet a háromszögtől, míg a jobb szemüket lefedték, a jobb szemükkel pedig megkülönböztessék az atriangle-t a négyzettől, míg a bal szemüket lefedték. Ez arra késztette a macskákat, hogy emlékezzenek az egyikreforgatókönyv egyik szemével, a másik pedig a másikkalszem. Később, attól függően, hogy melyik szemet fedték le, a macskákvagy megkülönböztethet egy négyzetet egy háromszögtől, vagy egy atriangle-t egy négyzetből. Ez azt jelentette, hogy a macskák emlékeztekkét különböző esemény két különböző féltekével, amelyek teljesen elkülönültek egymástól. Mivel a macskák csak az alakzatokat tudták megkülönböztetni, mintkét különálló forgatókönyv, Sperry arra a következtetésre jutott, hogy a corpuscallosum döntő fontosságú volt a félgömbök összekapcsolásábanmegérteni az információkat az agy által. Például a macska képes lenne megkülönböztetni a háromszöget és a négyzetet mind a szemekkel, egy beépített Corpus callosummal.

macskákon végzett eredményei alapján Sperry hasonló vizsgálatokat végzett olyan emberi önkéntesekkel, akiknek külső körülmények miatt levágott Corpus callosumuk volt. Hasonló eredményeket ért el. Humantests – ben Sperry rövid ideig megmutatta az önkéntesek szavait.Ha a kutató a jobb oldali látómezőbe mutatta be a szót, akkor a bal agyfélteke dolgozta fel, ha pedig a bal oldali látómezőbe, akkor a jobb agyfélteke dolgozta fel. Amikor azonban Sperry megkérte az önkénteseket, hogy emlékezzenek az imént látott szóra, e két egyszerű kísérlet eredményei nagyon eltérőek voltak. Egyetlen beteg sem emlékszik a szóra, ha csaklátta a bal szemével. A legtöbb beteg azonban emlékezettha a jobb szemükkel látták. Ezekből az eredményekből Sperry arra a következtetésre jutott, hogy a bal agyfélteke felelős a jobb szemért, és képes volt beszélni, emlékezni és kiejteni a szavakat, míg a jobb agyfélteke erre nem volt képes.

az 1960-as évek végén Sperry utólagos kísérletet végzett annak meghatározására, hogy a két félgömb hogyan különbözik egymástól funkciójukban. A kísérlet során Sperry arra kérte az önkénteseket, hogy az agy jobb agyfélteke által működtetett balkezüket egy dobozba helyezzéktöltött különböző tárgyakkal, amelyeket nem láttak. Ezt követően a betegek láttak egy szót, amely leírta az egyik tárgyat a dobozban, csak a bal szemükkel, amelyet a jobb félteke működtet. Sperry megjegyezte, hogy a legtöbb beteg ezt követően kiszedte azt a tárgyat a dobozból anélkül, hogy látta volna, de ha megkérdezték az objektum nevét, nem tudták kimondani, és nem tudták, miért tartják azt a tárgyat. Ez ledSperry arra a következtetésre jutott, hogy a jobb agyféltekének van valaminyelvfelismerő képessége,de nincs beszéd artikuláció, ami azt jelentette, hogy a jobb agyfélteke képes volt felismernivagy olvasni egy szót, de nem tudta kiejteni ezt a szót, így aszemély nem tudná kimondani, vagy nem tudná, mi az.

az utolsó kísérletsorozatban Sperry egy tárgyat mutatott a betegek jobb szemének, egy másik tárgyat pedig a bal szemének. Sperry megkérte az önkénteseket,hogy rajzolják meg, amit őkcsak a bal kezükkel láttak. Minden beteg a bal szemével rajzolta le a tárgyat, amelyet a jobb félteke irányít, és leírta azt a tárgyat, amelyet a jobb szemével látott, amelyet a bal félteke irányít. Sperryarra a következtetésre jutott, hogy az agy minden féltekéje önállóan működik, mint az egyetlen agy, amelynek megszakadt a corpuscallosum, így a féltekék nem kommunikálnak, és csak az adott féltekére jellemző funkciókat látják el.

egész életében Sperry harmincnégy különböző díjat kapott, köztük az 1981-es Nobel-díjat fiziológia vagy Orvostudomány megosztott agykutatásáért embertelenek. Sperry megkapta az 1972-es kaliforniai Tudósokétéves díj, valamint az 1991-es életműdíjat aAmerikai Pszichológiai Egyesület.

Sperry élvezte kerámia, szobrok, kemping, horgászat, sport, gyűjtésszokatlan fosszíliák, és az amerikai néptánc. Sperry meghalt 17április 1994, Pasadena, Kalifornia, amyotrophic lateralsclerosis, egy neurológiai betegség, amely magában foglalja a neuronokfelelős önkéntes izommozgás, amely gyengíti amotor funkció és az izmok.