Roger Wolcott Sperry – Nobel-palkittu neurobiologi ja split-brain-tutkija
Roger Wolcott Sperry — Nobel-palkittu neurobiologi ja split-brain-tutkija: miten aivopuoliskot erikoistuvat, muodostavat erilliset tietoisuudet ja vaikuttavat kognitioon.
Roger Wolcott Sperry (20. elokuuta 1913 – 17. huhtikuuta 1994) oli yhdysvaltalainen neurobiologi, joka teki merkittävää työtä aivopuoliskojen erikoistumisen ja hermoverkkojen kehitysperiaatteiden selvittämisessä. Hänet palkittiin vuoden 1981 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnolla yhdessä David Hubelin ja Torsten Wiesel -tutkijoiden kanssa; Sperry sai palkinnosta puolet, Hubel ja Wiesel jakoivat toisen puoliskon. Vuonna 1989 Sperry sai myös National Medal of Science -mitalin tunnustuksena elämänmittaisesta tutkimustyöstään.
Keskeiset löydökset ja teoriat
Sperryn varhaisemmat kokeet kyseenalaistivat ajatuksen siitä, että aivokuoren eri alueet voisivat olla täysin vaihdettavissa keskenään. Hän esitti ja osoitti useissa kokeissa, että varhaisen kehityksen jälkeen aivojen piirit ovat pitkälti erityistarkoituksiin ohjelmoituja ja että yhteydet kartoituvat tarkasti. Tätä ajatusta tuki hänen tunnettu chemoaffinity-hypoteesinsa: aksonien kohdesoluihin kohdistuva ohjaus voi perustua kemiallisiin merkkeihin, jotka varmistavat oikean yhteydenmuodostuksen kehityksessä.
Split-brain–tutkimukset
Sperry tuli laajalti tunnetuksi niin sanotusta "split-brain" -tutkimuksesta. Hän ja kollegansa tutkivat potilaita, joille oli tehty aivokurkiaisen katkaisu (corpus callosotomy) — leikkausmuoto, jota käytettiin vaikeiden epileptikkojen grand mal-kohtausten hillitsemiseen. Leikkaus katkaisi aivokurkiaisen, aivojen suurimman yhdyssillan, joka välittää signaaleja oikean ja vasemman aivopuoliskon välillä.
Sperry testasi kymmentä potilasta erilaisilla tehtävillä, jotka oli suunniteltu paljastamaan kunkin aivopuoliskon erillistä toimintaa. Esimerkiksi hän esitti havaintoja vain toiselle silmäkentälle (vasemmalle tai oikealle), tai antoi esineitä potilaan vasemmalle kädelle ilman, että potilas näki esinettä. Näissä kokeissa kävi ilmi, että:
- vasen aivopuolisko (joka tavallisesti hallitsee kieltä) saattoi nimetä näkemiään kohteita ja selittää toimintaansa,
- oikea aivopuolisko puolestaan kykeni tunnistamaan esineitä ja suorittamaan visuo–spatiaalisiin tehtäviin liittyviä suoritteita, mutta ei pystynyt tuottamaan sanoja niille,
- molemmat aivopuoliskot voivat toimia itsenäisinä, jopa toisistaan riippumattomina tietoisuuden ja päättelyn järjestelminä.
on todellakin oma tietoinen järjestelmänsä, joka havaitsee, ajattelee, muistaa, päättelee, haluaa ja tuntee, kaikki ihmiselle ominaisella tasolla, ja ... sekä vasen että oikea aivopuolisko voivat olla tietoisia samanaikaisesti erilaisissa, jopa keskenään ristiriitaisissa henkisissä kokemuksissa, jotka kulkevat rinnakkain.
- Roger Wolcott Sperry, 1974
Merkitys ja vaikutus
Sperryn tutkimukset olivat keskeisiä aivopuoliskojen erikoistumisen (lateralisoinnin) ymmärtämisessä ja toivat konkreettista näyttöä siitä, että eri aivopuoliskot voivat käsitellä tietoa eri tavoin. Niiden seurauksena syntyi perustaa nykyiselle kognitiiviselle neurotieteelle ja tutkimukselle, joka yhdistää käyttäytymisen aivosysteemien rakenteeseen ja toimintaan. Hänen työnsä vaikutti myös filosofisiin keskusteluihin tietoisuudesta ja mielen luonteesta.
On kuitenkin tärkeää huomata, että Sperryn johtopäätöksiä ei tule nähdä ehdottomina — myöhemmät tutkimukset ovat korostaneet aivojen plastisuutta ja monimuotoisuutta: vaikka tietyt toiminnot ovat vahvasti erikoistuneita, aivot voivat osittain kompensoida vaurioita ja mukautua uusien yhteyksien avulla.
Tärkeimmät panokset lyhyesti
- Sisältö: split-brain–potilaiden tutkimus ja aivopuoliskojen eriytyneen tietoisuuden havainnollistaminen.
- Teoria: chemoaffinity-hypoteesi ja näytöt siitä, että hermoyhteydet karttuvat kohdekohtaisesti kehityksen aikana.
- Vaikutus: perusta monille myöhemmille tutkimuksille aivojen funktionaalisesta erikoistumisesta, kehityksestä ja tietoisuuden neurobiologiasta.
Roger W. Sperryn työstä on seurannut pitkäaikainen vaikutus hermotieteen menetelmiin ja kysymyksiin: miten aivot järjestäytyvät, miten tietoisuus syntyy ja miten aivopuoliskot yhteistyössä ja erikseen muokkaavat ihmisen käyttäytymistä ja kognitiota. Hän kuoli vuonna 1994, mutta hänen tutkimuksensa ja ajatuksensa ovat edelleen keskeisiä monilla neurotieteen ja mielenfilosofian aloilla.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Kuka oli Roger Wolcott Sperry?
V: Roger Wolcott Sperry oli yhdysvaltalainen neurobiologi ja Nobel-palkinnon saaja.
K: Mitä tutkimusnäyttö osoitti ennen Sperryn kokeita?
A: Ennen Sperryn kokeita jotkut tutkimustulokset näyttivät viittaavan siihen, että aivokuoren alueet olivat suurelta osin vaihdettavissa keskenään.
K: Mitä Sperry osoitti varhaisissa kokeissaan?
V: Varhaisissa kokeissaan Sperry osoitti, että varhaiskehityksen jälkeen aivojen virtapiirit ovat pitkälti kiinteästi ohjelmoituja. Toisin sanoen ne on asetettu tiettyyn tehtävään.
K: Minkälaisen leikkausmenetelmän William Van Wagenen kehitti vuonna 1940?
V: William Van Wagenenin vuonna 1940 kehittämä leikkaus suunniteltiin epileptikkojen hoitoon, joilla oli grand mal -kohtauksia, ja siinä katkaistiin (leikattiin) aivokurkiainen (corpus callosum), aivojen alue, jota käytetään signaalien siirtämiseen oikean ja vasemman aivopuoliskon välillä.
K: Miten Sperry osoitti, että kumpikin aivopuolisko voi sisältää tietoisuuden?
V: Osoittaakseen, että kumpikin aivopuolisko voi sisältää tietoisuuden, Sperry testasi kymmentä potilasta, joille oli tehty tämä leikkaus, tehtävissä, joiden tiedettiin olevan riippuvaisia tietyistä aivopuoliskoista.
K: Mitä toimintoja voi tehdä vain käyttämällä toista tai toista aivopuoliskoa?
V: Joitakin toimintoja, kuten esineiden nimeämistä tai palikoiden asettamista yhteen tietyllä tavalla, voi tehdä vain käyttämällä toista tai toista aivopuoliskoa. Vaikuttaa siltä, että vasen aivopuolisko on yleensä erikoistunut kielellisiin prosesseihin ja oikea aivopuolisko on hallitseva visuaalisten rakennetehtävien suorittamisessa.
Etsiä