The Embryo Project Encyclopedia

Roger Wolcott Sperryは、20世紀の米国における神経系の機能を研究した。 彼は脳梁、脳の2つの半球の間の橋を切断した後、脳の2つの半球を分離することに起因する猫と人間のスプリットブレインパターンを研究しました。 彼は、脳梁を分離した後、脳の二つの半球は通信できず、他の半球が存在しないかのように機能を果たしたことを発見した。 スペリーはまた視神経の再生を調査し、chemoaffinityの仮説を開発しました。 Chemoaffinityhypothesisは軸索、ニューロンの長い繊維のような部分が、特別な化学マーカーを通して標的細胞に接続することを示しました。 それは以前に受け入れられていたニューロンの共鳴原理を解決しました接続。 1981年、スペリーはDavid Hubel、Torsten Wieselとともにノーベル生理学-医学賞を受賞した。

スペリーは、1913年8月20日にコネチカット州ハートフォードで、フローレンス・クレイマースペリーとフランシス・ブッシュネル・スペリーの間に生まれた。 彼には1人の弟、Russel Loomisがいました。 スペリーの父親は銀行家で、母親は虐待の学生でした。 11歳の時、スペリーの父親が亡くなり、彼の母親は家族を財政的に支援するために高校の副校長になった。高校時代には、複数のスポーツに参加していた。 高校卒業後、オハイオ州オバーリンにあるオバーリン-カレッジに四年制のミラー-アカデミック-スカラシップを受けた。 オーベルリンでは、スペリーは英語を専攻し、運動活動に参加し、1935年に芸術学士号を取得しました。 スペリーはオバーリン-カレッジに進学し、心理学を学んだ。 スペリーは1937年に心理学の修士号を取得し、レイモンド-ハーバートステットソンの下で脳の構造と行動を研究した後、スピーチ、運動、スキル運動を研究した。

修士号を取得した後、スペリッチは人文科学から科学に焦点を当て、動物学の特別プログラムに向けて準備しました。 1938年、イリノイ州シカゴのシカゴ大学に入学し、神経接続と高次脳機能を研究したポール-アルフレッド-ワイスと協力した。 ワイスと協力している間、スペリーはラットの後肢における神経の外科的交換を研究した。 このプロセスでは、右の肢からの主要な神経は外科的に取り外され、左の肢に再接続されました、またはその逆もまた同様です。 その後、電気で後肢のいずれかをSperryshockedし、whichlimbが刺激に反応して持ち上げ記録しました。 Repeatedexperimentsの後で、スペリーはラットが決して衝撃を与えられた肢を持ち上げなかったことに気づき、代りに彼が運動神経を付けた反対のlimbwhereを持ち上げた。 例えば、右後肢がショックを受けるたびに、左後肢が持ち上げられ、その逆になる。 それは、右後肢が左後肢から神経を有し、左後肢が右後肢から神経を有していたためであった。 ラットは何度もショックを受けても正しい手足を持ち上げず、運動神経の新しい位置を学び適応することができませんでした。 スペリーは、運動神経機能は適応できず、生得的であり、哺乳類は各運動神経に指定された機能を持って生まれたことを意味し、調整することができなかったと結論づけた。

1941年、スペリーはマサチューセッツ州ケンブリッジ大学のカール-スペンサー-ラシュリーの研究室でapostdoctoral fellowshipを受け、そこで彼はchemoaffinity仮説の開発のためのデータを提供する複数の実験を行った。 ちょうど一年後、スペリーは彼の後に続いてフロリダ州オレンジパークに、第二次世界大戦から隔離されたinan地域の研究を続けました。 彼は彼らの目を回転させ、視神経を切断することによってthefrogs上の複数の実験を行いました,whichnormally分析のためにeyetoの網膜から視覚情報を脳に輸送します.

スペリーの指示の後、カエルは世界を逆さまに見て、彼らの右と左の感覚は逆さまになっていました。 彼は、どんなに時間が経過しても、カエルは視覚情報を正常に処理することができず、彼らの視覚は永久に反転していることを発見しました。 視神経線維は手術前とまったく同じ原点に戻って成長し、目の回転に適応しなかったことを意味します。 カエルの視神経再生研究は、スペリーが化学親和性hypothesisを開発するのを助けました。 1946年、スペリーはシカゴ大学に戻り、そこで助手になった。 1949年、スペリーはノーマ-ゲイ-ドゥプリーと結婚した。 1953年に息子グレン-マイケルと1963年に娘ジャネス-ホープの二人の子供をもうけた。

1951年にチカゴ大学でカエルを用いた最初の実験からほぼ十年後、スペリーはニューロンの結合性、化学親和性仮説を説明する新しいアイデアを提案した。 その後、神経系は、中枢神経系および末梢神経系の2つの部分からなる。 脳と脊髄中枢は、中枢神経系を構成し、末梢神経系は、体全体にまたがる神経を指す。

当時、科学者は神経系の発達中、軸索は標的細胞によって認識される特定の頻度を持ち、その特定の標的細胞に調整することを維持していました。 その結果、軸索とその標的細胞との間の接続は特異的ではなく、軸索がその方向に押し込まれれば、どの軸索も標的細胞を供給することができた。 対照的に、スペリーは、軸索が標的細胞によって産生される化学シグナルを認識し、軸索が結合できる細胞に正確に指定することを提案した。 スペリーの化学親和性仮説の下では、視神経内の各軸索は、胚発生中に定義された元の標的細胞にのみ結合することができる。 したがって、切断された場合、神経繊維彼らの元の付着部位に戻って成長する。 Weisshadが導入した以前に提案されたresonance仮説を棄却し、開発中の神経接続は非特異的でランダムであると予測した。

スペリーは化学親和性仮説を用いて、脳から標的細胞への神経のすべての接続を定義し、軸索は特定のユニークな化学マーカーを介して標的細胞に付着すると述べた。 スペリーは、神経接続が細胞特異的であることを示したため、標的細胞と軸索胚発生の間に接続が形成されると、その機能と付着領域は変化しなかった。 当初、彼は軸索の標的細胞への特異性を誘導したものを知らなかったが、スペリーはそれがすべての細胞にとって単純な化学的マーカーであると仮定した。

スペリーはまた、遺伝子型と化学メーカーによって決定された体内の神経接続のダイアグラムは、細胞分化の間に発達し、軸索をそれぞれの目標に導くと提案した。 その結果、各軸索は、哺乳動物のすべての遺伝子の集合体である遺伝子型によって発生中にその標的細胞に単独で接続することが予め決定された。 それは、多くの研究者が深く研究し、常に科学界は、軸索の標的細胞への化学的接続という理論を受け入れたという新たな考えでした。 彼の化学親和性仮説の研究で、スペリーは人体内の神経接続の新しい理解を提案した。

スペリーの研究のもう一つの分野は、哺乳類における脳の半球の機能化であった。 1954年、スペリーはカリフォルニア州パサデナに移り、カリフォルニア工科大学（Californiainstitute of Technology）、カリフォルニア工科大学（Caltech）で働いた。California.At 時間、脳梁を切断する手順、または脳の左半球と右半球の間の橋は、てんかんの治療選択肢となった。 てんかんはランダムな発作を引き起こす条件。 そのプロシージャでは、研究の医者は電気衝動のforseizuresが1つの半球から他に広がることを防ぐために脳梁をcutthe。 この手術後、てんかん患者は正常な生活を送ることができ、ほとんどのタスクを問題なく実行することができ、脳梁の機能に疑問を呈したが、それは明らかな効果がなかった。

1950年代から1960年代初頭にかけて、スペリーはてんかん患者の脳を外科的介入後に模倣するために分割脳の研究を行った。 脳には2つの半球があり、それぞれ体の反対側に責任があります。 Righthemisphereはボディの左側を制御し、lefthemisphereはボディの右側を制御します。 スペリーは、猫の脳梁と視神経を両眼から切断することによって、脳梁の機能を決定するための実験を開始しました。 手順の後、彼は左目が覆われている間に正方形と三角形を区別し、左目が覆われている間に正方形と三角形を区別するように猫に教えました。 それは猫が片目でonescenarioとothereyeと別のシナリオを覚えている原因となりました。 後で、どの目が覆われていたかに応じて、猫正方形と三角形を区別するか、正方形と三角形を区別することができます。 それは、猫が覚えていることを意味しました2つの異なる半球を持つ2つの異なるイベントは、お互いから完全に完全に分離されていました。 猫は2つの別々のシナリオでのみ形状を区別することができたので、スペリーは、脳による半球の情報を理解するために大脳皮質が重要であると結論づけた。 例えば、猫は三角形と正方形を区別することができるでしょう両方の目には、内側の脳梁が付いています。

猫で彼の結果を与え、スペリーは、外部の状況のために切断された脳梁を持っていた人間のボランティアと同様のテストを行いました。 彼は同様の結果を持っていた。 彼の人間的なテストでは、スペリーはボランティアの言葉を短期間示した。研究者がその言葉を右の視野に提示した場合脳の左半球がそれを処理し、左の視野に提示した場合、脳の右半球がそれを処理した。 しかし、スペリーがthevolunteersに彼らが今見た言葉を思い出すように頼んだとき、これら二つの簡単な実験からの結果は非常に異なっていました。 患者はその言葉を覚えていない彼らの左目でそれを見た。 しかし、ほとんどの患者は覚えている彼らが右目でそれを見た場合の言葉。 これらの結果から、スペリーは、左半球は右眼に対して応答性があり、言葉を話し、覚え、発音することができたが、右半球はそれを行うことができなかったと結論づけた。

1960年代後半、スペリーは2つの半球の機能がどのように異なるかを決定するためのフォローアップ実験を行った。 実験中、スペリーはボランティアに、彼らが見ることができなかった異なる物体で満たされた箱の中に、脳の右半球によって操作された彼らの左腕を置くように頼んだ。 その後、患者は左目だけで箱の中のオブジェクトの一つを説明する言葉を見て、右半球によって操作されました。 スペリーは、ほとんどの患者がそれを見ずに箱からそのオブジェクトを拾い上げたが、オブジェクトの名前を尋ねると、彼らはそれを言うことができず、なぜ彼らがそのオブジェクトを持っていたのか分からなかったと指摘した。 その結果、右半球は言語認識能力を持っていたが、音声の調音はなく、右半球は単語を認識したり読んだりすることができたが、その単語を発音することができなかったので、人はそれを言ったり、それが何であるかを知ることができなかったと結論づけられた。

最後の一連の実験では、スペリーは患者の右眼に一つの物体を示し、別の物体は左眼に示した。 スペリーはボランティアに、左手だけで何を描くかを頼んだ。 すべての患者は、彼らが左目で見たオブジェクトを描き、右半球によって制御され、彼らが左半球によって制御される右目で見たオブジェクトを記述した。 脳の各半球は、切断された小体を有する唯一の脳として独立して機能するので、半球は通信せず、その半球に特有の機能を実行することができる。

スペリーは生涯を通じて、1981年のノーベル生理学-医学賞を含む三十四の異なる賞を受賞した。 スペリーは1972年にカリフォルニア科学者賞を受賞し、1991年にアメリカ心理学会から生涯賞を受賞した。

スペリーは、陶芸、彫刻、キャンプ、釣り、スポーツ、珍しい化石の収集、アメリカの民俗舞踊を楽しんだ。 スペリーは17april1994、カリフォルニア州パサデナで、筋萎縮性側索硬化症、運動機能と筋肉を弱める自発的な筋肉の動きに応答するニューロンを含む神経学的疾患