The Embryo Project Encyclopedia

Roger Wolcott Sperry ha studiato la funzione del sistema nervoso negli Stati Uniti durante il ventesimo secolo. Ha studiato split-brainpatterns in gatti e gli esseri umani che derivano dalla separazione dei twohemispheres del cervello dopo il taglio del corpo calloso, il ponte tra i due emisferi del cervello. Scoprì che dopo aver separatoil corpo calloso, i due emisferi del cervello non potevano comunicare e svolgevano funzioni come se l’altro emisfero non esistesse. Sperry ha anche studiato la rigenerazione del nervo ottico e sviluppato l’ipotesi di chemioaffinità. La chemioaffinitàipotesi ha dichiarato che gli assoni, la lunga parte fibrosa dei neuroni, si collegano alle loro cellule bersaglio attraverso speciali marcatori chimici. Thatchallenged il principio precedentemente accettato di risonanza di neuronalconnection. Nel 1981 Sperry ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisiologia omedicina insieme a David Hubel e Torsten Wiesel.

Sperry nacque il 20 agosto 1913 a Hartford, Connecticut, da Florence KraemerSperry e Francis Bushnell Sperry. Aveva un fratello minore,Russel Loomis. Il padre di Sperry era un banchiere e sua madre era studente abusiness. All’età di undici anni, il padre di Sperry morì e sua madre divenne assistente preside in una scuola superiore per sostenere finanziariamente la famiglia.Durante la sua carriera liceale, Sperry ha partecipato a multiplisport di città. Dopo il diploma di scuola superiore, ha ricevuto un quadriennale Miller academic scholarshipto Oberlin College di Oberlin, Ohio. A Oberlin, Sperry si è laureato inInglese e ha partecipato ad attività atletiche, laureandosi nel 1935 con un Bachelor of Arts. Sperry ha frequentato l’Oberlin College percuola di laurea, dove ha studiato psicologia. Sperry ha ricevutoun master in psicologia nel 1937, dopo aver studiato la struttura e il comportamento del cervello sotto Raymond HerbertStetson, che ha studiato discorso, motore e movimento di abilità.

Dopo la laurea da Oberlin con il suo master, Sperrychanged la sua attenzione dalle scienze umane alla scienza e preparato per il programma di dottorato in zoologia. Nel 1938 si iscrisse all’Università Dicicago di Chicago, Illinois, dove lavorò con Paul Alfred Weiss, che ricercò connessioni neuronali e funzioni cerebrali superiori. Mentre lavorava Conweiss, Sperry ha studiato l’interscambio chirurgico dei nervi negli arti posteriori dei ratti. In questo processo, il nervo principale dall’arto destro è stato staccato chirurgicamente e riattaccato all’arto sinistro, o viceversa. Poi Sperryshocked uno degli arti posteriori con l’elettricità e registrato whichlimb sollevato in reazione allo stimolo. Dopo ripetuti esperimenti, Sperry notò che i ratti non sollevarono mai l’arto che era scioccato, e invece sollevarono l’arto opposto dove aveva attaccato i nervi motori. Ad esempio, ogni volta che l’arto posteriore destro era scioccato, l’arto posteriore sinistro si sollevava e viceversa. Ciò è accaduto perché l’arto posteriore destro aveva il nervefrom l’arto posteriore sinistro e l’arto posteriore sinistro aveva il nervo dall’arto posteriore destro. I ratti non hanno sollevato l’arto corretto, non importaquante volte sono rimasti scioccati e non hanno potuto imparare e adattarsialla nuova posizione dei nervi motori. Sperry ha concluso che la funzione motornerve non poteva essere adattata ed era innata, il che significava cheil mammifero era nato con la funzione specificata per ogni nervo motorio e non poteva essere regolato.

Nel 1941, Sperry ricevette una borsa di studio di dottorato nel laboratorio atHarvard University di Karl Spencer Lashley a Cambridge, Massachusetts, dove eseguì più esperimenti che fornirono i dati per lo sviluppo dell’ipotesi di chemoaffinità. Appena un anno più successivamente, Sperry ha seguito hismentor Lashley ad Orange Park, Florida, per continuare la loro area di ricerca inan isolata dalla seconda guerra mondiale. Durante quel tempo, Sperry ha studiato gli anurans, un ordine ofamphibians compreso le rane. Ha eseguito esperimenti multipli su thefrogs ruotando i loro occhi e recidere il nervo ottico, chenormalmente trasporta le informazioni visive dalla retina dell’occhio al cervello per l’analisi.

Dopo il ministero di Sperry, le rane videro il mondo sottosopra e il loro senso di destra e di sinistra invertito. Ha scoperto che non importa quanto tempo passasse, le rane non erano in grado di elaborare le informazioni visivenormalmente e la loro visione era permanentemente invertita. Thatmeant che le fibre di nervo ottico sono cresciute di nuovo al samepoint esatto di origine come prima della chirurgia e non si sono adattate alla rotazione di tothe dell’occhio. La sua rigenerazione del nervo ottico nelle rane ha aiutato Sperry a sviluppare la sua chemioaffinitàipotesi. Nel 1946, Sperry tornò all’Università di Chicago, dove divenne assistenteprofessore. Nel 1949, Sperry sposò Norma Gay Deupree. Avevano due figli, un figlio Glenn Michael nel 1953 e una figlia Janeth Hope nel 1963.

Quasi dieci anni dopo il suoesperimenti originali con le rane nel 1951, all’Università Dicicago, Sperry propose una nuova idea per spiegare ilconnettività dei neuroni, l’ipotesi della chemioaffinità. Ilsistema nervoso è costituito da due parti, il sistema nervoso centrale e il sistema nervoso periferico. Il cervello e il cavo centrale di thespinal compongono il sistema nervoso centrale whilethe il sistema nervoso periferico si riferisce ai nervi che spanthe il corpo intero.

All’epoca, gli scienziatimanteneva che durante lo sviluppo del sistema nervoso, gli assoni hanno una frequenza specifica riconosciuta da una cellula bersaglio e regolata per quella specifica cellula bersaglio. Di conseguenza, le connessioni tra gli assoni e le loro cellule bersaglio non erano specifiche e qualsiasi assone poteva fornire qualsiasi cellula bersaglio se spinto nella sua direzione. Al contrario, Sperry propose che gli assoni riconoscessero segnali chimici prodotti dalle loro cellule bersaglio, che specificavano esattamente a quali cellule gli assoni potevano legarsi. Secondo l’ipotesi di chemioaffinità di Sperry, ogni assone all’interno del nervo ottico può legarsi solo alle sue cellule bersaglio originali definite durante lo sviluppo embrionale. Pertanto, se tagliato, fibre nervoserecrescere ai loro siti originali di attacco. L’ipotesi di chemoaffinità ha respinto l’ipotesi di resonanza proposta in precedenza da Weisshad, che prevedeva che le connessioni nervose create durante lo sviluppo fossero non specifiche e casuali.

Sperry ha usato l’ipotesi di chemioaffinity per definire allconnections dei nervi dal cervello ai loro targetcells ed ha dichiarato che gli assoni si attaccano alle loro cellsthrough dell’obiettivo un marcatore chimico unico specificato. Sperry ha mostrato che le connessioni nervose erano specifiche delle cellule e quindi una volta che le connessioni si formavano tra la cellula bersaglio e l’assodurante lo sviluppo embrionale, la sua funzione e l’area di attacco non potevano cambiare. All’inizio, non sapeva cosaha guidato la specificità di un assone alla sua cellula bersaglio, Maperry ha ipotizzato che fosse un semplice marchio chimico unico per ogni cellula.

Sperry ha anche proposto che ildiagramma della connessione nervosa nel corpo determinato dalgenotipo e dai produttori chimici si sviluppi durante la cellularedifferenziazione, che guida gli assoni ai loro rispettivi obiettivi. Di conseguenza,ogni assone era predeterminato per connettersialla sua cellula bersaglio da sola durante lo sviluppo dal genotipo, che è la raccolta di tutti i geni di un mammifero. Questa è stata una nuova idea che molti ricercatori hanno studiato in profondità eeventualmente la comunità scientifica ha accettato la teoria checonnessione chimica degli assoni alle loro cellule bersaglio. Con hischemoaffinity hypothesis research, Sperry ha proposto una nuovacomprensione delle connessioni nervose all’interno del corpo umano.

Un’altra area della ricerca di Sperry era la funzionalespecializzazione degli emisferi del cervello nei mammiferi. In1954, Sperry si trasferì a Pasadena, California, dove ha lavorato presso il CaliforniaInstitute of Technology, o Caltech, a Pasadena, California.At il tempo, la procedura di taglio del corpo calloso, oil ponte tra gli emisferi sinistro e destro delcervello, divenne un’opzione di trattamento per l’epilessia. L’epilessia è acondizione che causa convulsioni casuali. In quella procedura, i medici della ricerca taglierebbero il corpo calloso per impedire che le forseizures di impulso elettrico si diffondano da un emisfero all’altro. Afterhaving questo ambulatorio, gli individui con epilessia sono stati capaci di condurre livesand normale eseguono la maggior parte delle mansioni senza un problema, che ha causato Sperryto mettono in discussione la funzione di corpo calloso, dato thatsevering che non ha avuto effetto apparente.

Nel 1950 andearly 1960s, Sperry originariamente condotto split-cervello researchon gatti per imitare il cervello di un paziente di epilessia aftersurgical intervento. Il cervello ha due emisferi, ciascunoresponsabile del lato opposto del corpo. L’emisfero destro controlla il lato sinistro del corpo e l’emisfero sinistro controlla il lato destro del corpo. Sperry ha iniziato i suoi esperimenti per determinare la funzione del corpuscalloso tagliando il corpo calloso e i nervi ottici da entrambi gli occhi nei gatti. Dopo la procedura, insegnò ai gatti a distinguere un quadrato da un triangolo con l’occhio sinistro, mentre l’occhio destro era coperto, e distinguere l’atriangolo da un quadrato con l’occhio destro mentre l’occhio sinistro era coperto. Ciò ha causato i gatti a ricordare onescenario con un occhio e un altro scenario con l’altroocchio. Più tardi, a seconda di quale occhio era coperto, i gattipotrebbe distinguere un quadrato da un triangolo o un atriangolo da un quadrato. Ciò significava che i gatti ricordavano due eventi diversi con due emisferi diversi, che funzionavano come completamente separati l’uno dall’altro. Dal momento che i gatti potevano distinguere solo le forme astwo scenari separati, Sperry ha concluso che il corpuscallosum era cruciale nel collegare gli emisferi tounderstand informazioni dal cervello. Ad esempio, i gattisarebbe in grado di distinguere il triangolo e il quadratoentrambi gli occhi con un corpo calloso in-tacked.

Dati i suoi risultati nei gatti, Sperry ha eseguito test simili con volontari umani che avevano un corpo calloso reciso a causa di circostanze esterne. Ha avuto risultati simili. Nei suoi humantest, Sperry ha mostrato le parole dei volontari per un breve periodo.Se il ricercatore ha presentato la parola nel campo destro della vista, l’emisfero sinistro del cervello lo ha elaborato e se si è presentato nel campo visivo sinistro, l’emisfero destro del cervello lo ha elaborato. Tuttavia, quando Sperry chiese ai volontari di ricordare la parola che avevano appena visto, i risultati di questi due semplici esperimenti erano molto diversi. Nessun paziente potrebbe ricordare la parola se sologuardarla con l’occhio sinistro. Tuttavia, la maggior parte dei pazienti ha ricordatola parola se l’hanno vista con l’occhio destro. Da thoseresults, Sperry ha concluso che l’emisfero sinistro isresponsible per l’occhio destro ed era capace di speecharticulation, ricordando e pronunciando parole, mentre l’emisfero destro non era capace di fare quello.

Nei tardi anni 1960, Sperry eseguì un esperimento di follow-up per determinare in che modo i due emisferi differivano nella loro funzione. Durante l’esperimento, Sperry ha chiesto ai volontari di mettere la loro mano sinistra, operata dall’emisfero destro del cervello, in una scatola piena di oggetti diversi che non potevano vedere. Dopo di che, i pazienti hanno visto una parola che descriveva uno degli oggetti nella scatola con il solo occhio sinistro, operato dall’emisfero destro. Sperry ha notato che la maggior parte dei pazienti ha poi raccolto quell’oggetto dalla scatola senza vederlo, ma se ha chiesto il nome dell’oggetto, non potevano dirlo e non sapevano perché tenevano quell’oggetto. Che ledSperry per concludere che l’emisfero destro aveva somelanguage capacità di riconoscimento,ma nessuna articolazione discorso, il che significava che l’emisfero destro era in grado di recognizeor leggere una parola, ma non poteva pronunciare quella parola, così theperson non sarebbe in grado di dire o sapere cosa fosse.

Nell’ultima serie di esperimenti, Sperry ha mostrato unooggetto all’occhio destro dei pazienti e un altro oggetto al loro occhio sinistro. Sperry ha chiesto ai volontari di disegnare ciò che lorosveglia solo con la mano sinistra. Tutti i pazienti hanno disegnato l’oggetto che hanno visto con il loro occhio sinistro, controllato dall’emisfero destro, e hanno descritto l’oggetto che hanno visto con il loro occhio destro, controllato dall’emisfero sinistro. Sperryconcluded che ogni emisferi del cervello functionsindependently come l’unico cervello con un reciso il corpuscallosum, così gli emisferi non comunicano e loro canonly svolgono le funzioni specifiche a quell’emisfero.

Nel corso della sua vita, Sperry ha ricevuto trentaquattro premi diversi, tra cui il Premio Nobel 1981 inPhysiology o Medicina per la sua ricerca sul cervello diviso in inumani. Sperry ha ricevuto il premio California Scientists of Theear del 1972, così come il premio Lifetime del 1991 dall’American Psychological Association.

Sperry enjoyedceramics, sculture, campeggio, pesca, sport, collezionare fossili insoliti e danza popolare americana. Sperry è morto il 17 aprile 1994, a Pasadena, in California, dalla sclerosi laterale amiotrofica, una malattia neurologica che coinvolge i neuriresponsabile del movimento muscolare volontario, che indebolisce la funzione motoria e i muscoli.