David Hubel — Nobel-palkittu neurofysiologi, näköaivokuoren tutkija

David Hunter Hubel FRS (27. helmikuuta 1926 - 22. syyskuuta 2013) oli kanadalainen neurofysiologi, joka tunnetaan näköaivokuoren rakennetta ja toimintaa koskevista tutkimuksistaan. Hän sai Torsten Wieselin kanssa vuoden 1981 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon (jaettu Roger W. Sperryn kanssa) visuaalisen järjestelmän tiedonkäsittelyä koskevista löydöksistä.

Elämä ja ura

Hubel oli merkittävä hahmo 1900-luvun loppupuolen neurotieteissä. Hän teki pitkän uran tutkijana ja opettajana, ja hänen työnsä yhdisti tarkat sähköiset mittaukset, huolellisen kokeellisen suunnittelun ja teoreettisen ajattelun. Hubel työskenteli monissa johtavissa tutkimuslaitoksissa ja toimi pitkään myös yliopistopedagogina, ohjaten useita nuoria tutkijoita, jotka myöhemmin vaikuttivat itse alalla.

Tutkimusmenetelmät

Hubelin ja Wieselin keskeinen menetelmä oli yksittäisten hermosolujen sähköinen rekisteröinti näköaivokuoressa eläinmalleissa (esimerkiksi kissoissa ja apinoissa). He esittivät eläimille erilaisia visuaalisia ärsykkeitä – kuten viivoja ja reunoja eri kulmissa – ja mittasivat, miten yksittäiset neuronit reagoivat. Näin he pystyivät kuvaamaan hermosolujen ärsykereseptiivisiä kenttiä ja niiden tarkkaa toiminnallista ominaisuutta.

Keskeiset löydökset

• Orientation-selective solut: Hubel ja Wiesel löysivät, että tietyt kuoren neuronit reagoivat erityisesti tietyn suuntaisille viivoille tai reunoille. Näitä kutsutaan orientaatiosuunnalle herkiksi soluiksi.
• Simple ja complex -solut: he erottelivat näköaivokuoren neuronit tyyppeihin, joita kutsutaan simple- ja complex-soluiksi, perustuen niiden vasteiden ominaisuuksiin ja reagoinnin tarkkuuteen paikkaan ja liikkeeseen nähden.
• Ocular dominance -sarjat: he kuvasivat, miten visuaalinen kuori järjestäytyy sarjoiksi tai "kaistaleiksi", joissa solut reagoivat pääasiassa joko vasemman tai oikean silmän näkötietoon (ocular dominance -kolumnit).
• Herkkä kehityskausi (critical period): Hubelin ja Wieselin kokeet osoittivat, että varhaislapsuuden aikainen visuaalinen kokemus on ratkaisevaa normaalille näön kehitykselle. Esimerkiksi yhden silmän pitkäkestoinen peittäminen nuorena johti pysyviin muutoksiin aivokuoren yhteyksissä ja heikentyneeseen näköön peitetyssä silmässä.

Nobel-palkinto ja vaikuttavuus

Vuoden 1981 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinto myönnettiin Hubelille ja Torsten Wieselin tutkimuksista, jotka selittivät, miten aivot käsittelevät visuaalista informaatiota. Palkinto ja tutkimukset toivat esiin periaatteita, jotka olivat keskeisiä sekä perusfysiologialle että kehitys- ja järjestelmäneurotieteille. Roger W. Sperryn kanssa jaettu palkinto kattoi laajemmin hermoston eri osa-alueiden tiedonkäsittelyn periaatteita.

Perintö

Hubelin työt loivat perustan nykyaikaiselle katsomukselle näön aivoperäisestä käsittelystä ja synnynnäisten sekä kehityksen aikana muovautuvien rakenteiden vuorovaikutuksesta. Hänen menetelmänsä ja käsitteensä, kuten orientaatiokolumnit ja receptive field -käsite, ovat pysyvästi osa neurotieteen sanastoa. Monet hänen oppilaistaan jatkoivat uraansa vaikuttavina tutkijoina, ja Hubelin julkaisut toimivat edelleen tärkeinä viiteaineistoina visuaalisen järjestelmän tutkimuksessa.

Muuta

Hubel sai uransa aikana useita kunnianosoituksia ja jäsenyyksiä akateemisissa yhteisöissä (esimerkiksi FRS mainittu yllä). Hän kirjoitti myös yleisemmälle lukijakunnalle tarkoitettua ja tieteilijöille suunnattua materiaalia, joka avasi monimutkaisia näkökulmia visuaalisesta prosessoinnista helposti seurattavassa muodossa.

David Hubel kuoli 22. syyskuuta 2013. Hänen tutkimuksensa ja löydöksensä elävät edelleen tieteellisessä keskustelussa ja sovelluksissa, kuten visuaalisten häiriöiden ymmärtämisessä, aivon kehityksen tutkimuksessa ja keinotekoisen näön kehityksessä.

Hae kirjaimella