Roger Wolcott Sperry – Nobel-díjas neurobiológus és az osztott agy kutatója

Roger Wolcott Sperry — Nobel-díjas neurobiológus, az osztott agy kutatója: fedezd fel, hogyan működnek önálló tudati rendszerekként a két agyfélteke és jelentőségüket.

Roger Wolcott Sperry (1913. augusztus 20. - 1994. április 17.) amerikai neurobiológus, Nobel-díjas kutató.

1981-ben David Hubellel és Torsten Wiesellel megosztva kapta meg az élettani vagy orvosi Nobel-díjat. Sperry 1989-ben megkapta a National Medal of Science kitüntetést is.

Sperry kísérletei előtt egyes kutatási eredmények arra utaltak, hogy az agykéreg területei nagyrészt felcserélhetők. Korai kísérleteiben Sperry kimutatta, hogy ennek az ellenkezője igaz: a korai fejlődés után az agyi áramkörök nagyrészt keményen be vannak drótozva. Vagyis egy adott funkcióval vannak beállítva.

Életpálya röviden

Sperry hosszú karriert futott be az idegtudomány területén, és elsősorban a féltekék funkcionális specializációjának feltárásáért vált ismertté. Pályafutása során kutatott az idegsejtek fejlődésére és regenerációjára vonatkozóan is, és professzorként dolgozott a California Institute of Technology (Caltech) intézetében. Tudományos munkássága több területet összekapcsolt: az idegrendszer fejlődését, a viselkedést és a klinikai idegsebészet következményeit.

Kutatások az „osztott agy” terén

Sperry munkája az "osztott agy" kutatására irányult. Nobel-díjas munkája során Sperry tíz olyan beteget vizsgált, akiket 1940-ben William Van Wagenen, egy rochesteri idegsebész által kifejlesztett műtéten vetettek alá.

A műtét, amelyet a grand mal rohamokban szenvedő epilepsziások kezelésére terveztek, elvágta (elvágta) a corpus callosumot, az agynak azt a területét, amely a jobb és bal agyfélteke közötti jelátvitelre szolgál.

Sperry és munkatársai olyan feladatokkal tesztelték ezeket a betegeket, amelyekről ismert volt, hogy az agy egyes féltekéitől függenek, és kimutatták, hogy az agy két fele egyaránt tartalmazhat tudatot. Az ő szavaival élve, mindkét félteke

valóban egy önálló tudatos rendszer, amely érzékel, gondolkodik, emlékszik, érvel, akar, és érzelmeket táplál, mindezt a jellegzetesen emberi szinten, és ... a bal és a jobb félteke egyszerre lehet tudatos különböző, akár egymásnak ellentmondó mentális tapasztalatokban, amelyek párhuzamosan zajlanak.

- Roger Wolcott Sperry, 1974

Hogyan működtek a tesztek?

A vizsgálatok célja az volt, hogy izolálják, mit tud az egyes félteke önmagában. Néhány tipikus módszer:

• Vizuális ingerek bemutatása csak az egyik látómezőnek (például egy szó vagy kép a bal látómezőnek). Mivel a bal látómező információja elsősorban a jobb féltekébe jut, így meg lehetett vizsgálni a jobb félteke teljesítményét nyelvi kommunikáció nélkül.
• Tárgyak elhelyezése a betegek bal vagy jobb kezébe (anélkül, hogy látnák). A két kéz irányításáért jórészt a vele ellentétes félteke felel, így ezzel a módszerrel tesztelhető volt a jobb vagy bal félteke tapintási felismerése.
• Feladatok, amelyek nyelvet igényelnek (például tárgyak megnevezése) versus vizuális-konstrukciós feladatok (például kockák összeillesztése).

Ezek a tesztek megmutatták például, hogy ha egy tárgyat a bal látómezőben (jobb félteke) mutatnak meg, a beteg gyakran nem tudja kimondani a tárgy nevét, de a bal kézzel — amelyet a jobb félteke kontrollál — képes lehet a tárgy megtalálására vagy kiválasztására. Ezzel Sperry és munkatársai erős bizonyítékot adtak arra, hogy a bal és jobb félteke specializált, részben független feldolgozó rendszerek.

Főbb következtetések és hatás

Sperry kutatásaiból levonható főbb megállapítások:

• Féltekék specializációja: A bal félteke tipikusan domináns a nyelvi folyamatokban, míg a jobb félteke jobban részt vesz a térbeli és vizuális-konstrukciós feladatokban.
• Tudatosság és integráció: A két félteke képes külön-külön is komplex viselkedést és „tapasztalatokat” produkálni, ami fontos kérdéseket vet fel a tudat természetéről és annak többes aspektusáról.
• Klinikai jelentőség: A műtét (commissurotomia) súlyos rohamok esetén ma is használatos beavatkozás bizonyos körülmények között, Sperry munkája pedig segített megérteni a műtét kognitív következményeit.

Sperry más kutatási hozzájárulásai

Sperry korai kísérletei az idegsejtek kapcsolódására és az axonok útmutatására is kiterjedtek. Legismertebb elmélete a chemoaffinitás elve: azt javasolta, hogy az idegrostok és célterületeik célzott kémiai jelzések alapján találják meg egymást a fejlődés során, ez magyarázatot adott arra, hogyan jönnek létre pontos topografikus kapcsolatok (például a retina és az agykéreg között). Ez az elmélet fontos alapot szolgáltatott a fejlődési neurobiológia és a regeneráció kutatásához.

Vita és későbbi nézetek

Bár Sperry eredményei nagy hatást gyakoroltak, a terület fejlődése óta a következő finomítások és kiegészítések jelentek meg:

• A két félteke nem teljesen elszigetelt: léteznek alternatív, részben subkortikális kommunikációs utak, és a plaszticitás bizonyos mértékű kompenzációt is lehetővé tesz.
• A lateralitás nem abszolút: egyének között jelentős különbségek vannak, és a feladatok sokszor a féltekék hálózatos együttműködését igénylik.
• A tudatosság kérdése továbbra is nyitott: Sperry eredményei fontosak voltak a többszörös vagy megosztott tudat koncepciójának felvetésében, de a tudat teljes magyarázatához sok más tényezőt is figyelembe kell venni.

Örökség

Sperry munkája alapvetően formálta azt, ahogyan a kortikális specializációt és a tudat neurobiológiai alapjait vizsgáljuk. Tanulmányai és elméletei hatással voltak az idegtudomány, a neuropszichológia és a filozófia területeire egyaránt, különösen az agy-funkciók laterális szerveződésének és a tudat többdimenziós természetének megértésében.

Egyes tevékenységek, mint például a tárgyak megnevezése vagy a kockák meghatározott módon történő összerakása, csak az agy egyik vagy másik felének használatával végezhetők. Úgy tűnik, hogy a bal agyfélteke általában a nyelvi folyamatokra specializálódik, a jobb pedig a vizuális-konstrukciós feladatokban dominál.

Kérdések és válaszok

K: Ki volt Roger Wolcott Sperry?

K: Mire utaltak a kutatási bizonyítékok Sperry kísérletei előtt?

K: Mit mutatott ki Sperry a korai kísérleteiben?

K: Milyen típusú műtétet fejlesztett ki William Van Wagenen 1940-ben?

K: Hogyan bizonyította Sperry, hogy mindkét félteke tartalmazhat tudatot?

K: Milyen tevékenységeket lehet csak akkor végezni, ha az egyik vagy a másik agyféltekét használjuk?

Keresés betűvel