Wenn das Gehirn intakt ist, addiert sich das einheitliche Bewusstsein der linken und rechten Hemisphäre zu mehr als den einzelnen Eigenschaften der separaten Hemisphären.
Roger Wolcott Sperry war ein amerikanischer Neuropsychologe, Neurobiologe und Nobelpreisträger, der zusammen mit David Hunter Hubel und Torsten Nils Wiesel 1981 den Nobelpreis für Physiologie und Medizin für seine Arbeiten zur Split-Brain-Forschung erhielt. Eine 2002 veröffentlichte Umfrage der Review of General Psychology rangierte Sperry als den 44. meistzitierten Psychologen des 20. Jahrhunderts.
Frühen Leben und Ausbildung
Sperry wurde in Hartford, Connecticut, als Sohn von Francis Bushnell und Florence Kraemer Sperry geboren. Sein Vater war im Bankwesen tätig, und seine Mutter absolvierte eine Geschäftsschule. Er wuchs in einer wohlhabenden oberen Mittelklasse-Umgebung auf, die akademische Leistungen betonte. Roger hatte einen Bruder, Russell Loomis. Sein Vater starb, als Roger 11 Jahre alt war. Danach wurde seine Mutter Assistentin des Schulleiters in der örtlichen High School.
Sperry besuchte die Hall High School in West Hartford, Connecticut, wo er ein hervorragender Sportler in mehreren Sportarten war und akademisch gut genug abschnitt, um ein Stipendium für das Oberlin College zu gewinnen. In Oberlin war er Kapitän der Basketballmannschaft und nahm auch an Universitäts-Baseball, Fußball und Leichtathletik teil. Er arbeitete auch in einem Café auf dem Campus, um sich selbst zu unterstützen. Sperry war Englisch-Major, aber er besuchte einen Einführungskurs in Psychologie, der von einem Professor namens R. H. Stetson unterrichtet wurde, der mit William James, dem Vater der amerikanischen Psychologie, zusammengearbeitet hatte. Dieser Kurs weckte Sperrys Interesse am Gehirn und wie es sich verändern kann. Stetson war behindert und hatte Schwierigkeiten beim Gehen, daher half Sperry ihm, indem er ihn zu und von überall dorthin fuhr, wohin er gehen musste. Dies umfasste, Stetson zu Mittagessen mit seinen Kollegen mitzunehmen. Sperry saß einfach am Ende des Tisches und hörte zu, wie Stetson und seine Kollegen ihre Forschung und andere psychologische Interessen diskutierten. Dies erhöhte Sperrys Interesse an Psychologie noch mehr, und nachdem er seinen Bachelor-Abschluss in Englisch von Oberlin erhielt, beschloss er zu bleiben und seinen Master-Abschluss in Psychologie zu machen. Er erhielt seinen Bachelor-Abschluss in Englisch im Jahr 1935 und einen Master-Abschluss in Psychologie im Jahr 1937. Er erhielt seinen Ph.D. in Zoologie von der University of Chicago 1941 unter der Aufsicht von Paul A. Weiss. Sperry führte dann postdoktorale Forschungen mit Karl Lashley an der Harvard University durch, obwohl die meiste Zeit mit Lashley im Yerkes Primate Research Center in Orange Park, Florida verbracht wurde.
Karriere
1942 begann Sperry seine Arbeit in den Yerkes Laboratories of Primate Biology, die damals Teil der Harvard University waren. Dort konzentrierte er sich auf Experimente mit der Umgestaltung von Motor- und Sinnesnerven. 1946 verließ er die Position, um Assistenzprofessor und später außerordentlicher Professor an der University of Chicago zu werden. 1949 zeigten sich während einer routinemäßigen Bruströntgenaufnahme Anzeichen von Tuberkulose. Er wurde zum Saranac Lake in den Adirondack Mountains in New York zur Behandlung geschickt. Während dieser Zeit begann er, seine Konzepte über Geist und Gehirn zu schreiben, und wurde erstmals 1952 in der American Scientist veröffentlicht. 1952 wurde er Sektionsleiter für neurologische Erkrankungen und Blindheit am National Institutes of Health und beendete das Jahr im Marine Biology Laboratory in Coral Gables, FL. Sperry kehrte 1952 zur University of Chicago zurück und wurde außerordentlicher Professor für Psychologie. Ihm wurde keine Festanstellung in Chicago angeboten, und er plante, nach Bethesda, Maryland zu ziehen, wurde aber durch eine Verzögerung beim Bau des National Institutes of Health aufgehalten. Während dieser Zeit lud Sperrys Freund Victor Hepburn ihn ein, über seine Forschung auf einem Symposium zu sprechen. Es gab Professoren des California Institute of Technology im Publikum des Symposiums, die nach dem Anhören von Sperrys Vortrag so beeindruckt waren, dass sie ihm ein Angebot für die Stelle des Hixson Professor of Psychobiology machten. 1954 nahm er die Position als Professor am California Institute of Technology Caltech als Hixson Professor of Psychobiology an, wo er seine berühmtesten Experimente mit Joseph Bogen, MD und vielen Studenten, darunter Michael Gazzaniga, durchführte.
Unter der Aufsicht von Paul Weiss während seines Ph.D. an der University of Chicago interessierte sich Sperry für neuronale Spezifität und Hirnschaltungen und begann, die bestehenden Konzepte zu diesen beiden Themen zu hinterfragen. Er stellte die einfache Frage, die er zum ersten Mal in seiner Einführung in den Psychologie-Kurs in Oberlin gestellt hatte: Natur oder Erziehung? Er begann eine Reihe von Experimenten, um diese Frage zu beantworten. Sperry kreuzte die Motornerven der Rattenbeine so an, dass der linke Nerv das rechte Bein kontrollierte und umgekehrt. Dann platzierte er die Ratten in einem Käfig mit einem elektrischen Gitter am Boden, das in vier Abschnitte unterteilt war. Jedes Bein der Ratte wurde in einen der vier Abschnitte des elektrischen Gitters gesetzt. Ein Stromstoß wurde einem bestimmten Abschnitt des Gitters verabreicht, zum Beispiel würde das Gitter, in dem sich die linke Hinterpfote der Ratte befand, einen Schock erhalten. Jedes Mal, wenn die linke Pfote schockiert wurde, würde die Ratte ihre rechte Pfote heben und umgekehrt. Sperry wollte wissen, wie lange es dauert, bis die Ratte merkt, dass sie die falsche Pfote hebt. Nach wiederholten Tests stellte Sperry fest, dass die Ratten niemals lernten, die richtige Pfote zu heben, was ihn zu dem Schluss führte, dass einige Dinge einfach fest verdrahtet sind und nicht erneut gelernt werden können. In Sperrys Worten: „Es fand keine adaptive Funktionsweise des Nervensystems statt." Während Sperrys postdoktoralen Jahren mit Karl Lashley an der Harvard und am Yerkes Laboratories of Primate Biology in Orange Park, Florida, setzte er seine Arbeit zur neuronalen Spezifität fort, die er als Doktorand begonnen hatte, und initiierte eine neue Reihe von Studien mit Salamandern. Die Sehnervenfasern wurden durchtrennt und die Augen um 180 Grad gedreht. Die Frage war, ob das Sehen nach der Regeneration normal wäre oder ob das Tier die Welt für immer als „kopfüber" und links-rechts vertauscht sehen würde. Sollte Letzteres der Fall sein, würde dies bedeuten, dass die Nerven irgendwie zu ihren ursprünglichen Endigungsstellen „geführt" wurden. Die Wiederherstellung des normalen Sehens, d. h. die Wahrnehmung der Welt in einer „rechts-oben"-Orientierung, würde bedeuten, dass die regenerierenden Nerven an neuen Stellen endeten, ganz anders als die ursprünglichen. Die Tiere reagierten, als ob die Welt kopfüber und von rechts nach links vertauscht wäre. Darüber hinaus konnte keine Menge an Training die Reaktion ändern. Diese Studien, die starke Evidenz für die Nervenleitung durch „komplizierte chemische Codes unter genetischer Kontrolle" 1963 lieferten, gipfelten in Sperrys Chemoaffinitätshypothese 1951.
Sperry war später Mitglied des Board of Trustees und Professor of Psychobiology Emeritus am California Institute of Technology. Das Sperry Neuroscience Building am Oberlin College wurde 1990 zu seinen Ehren benannt.
Nobelpreis
Sperry erhielt während seines Lebens zahlreiche Auszeichnungen, darunter den California Scientist of the Year Award 1972, die National Medal of Science 1989, den Wolf Prize in Medicine 1979, den Albert Lasker Medical Research Award 1979 und den Nobelpreis für Medizin/Physiologie 1981, den er sich mit David H. Hubel und Torsten N. Wiesel teilte. Sperry gewann diesen Preis für seine Arbeiten mit „Split-Brain"-Patienten. Das Gehirn ist in zwei Hemisphären unterteilt, die linke und die rechte Hemisphäre, die in der Mitte durch einen Teil des Gehirns namens Corpus Callosum verbunden sind. Bei „Split-Brain"-Patienten wurde das Corpus Callosum durchtrennt, weil die Patienten an Epilepsie leiden, einer Krankheit, die intensive und anhaltende Anfälle verursacht. Anfälle beginnen in einer Hemisphäre und setzen sich in der anderen fort. Das Durchtrennen des Corpus Callosum verhindert, dass die Anfälle von einer Hemisphäre zur anderen wandern, was dann verhindert, dass Anfälle auftreten, sodass die Patienten normal funktionieren können, anstatt unter kontinuierlichen Anfällen zu leiden.
Sperry interessierte sich zunächst für „Split-Brain"-Forschung, als er an dem Thema interokularischer Transfer arbeitete, das auftritt, wenn „man mit einem Auge lernt, ein Problem zu lösen, dann mit diesem Auge bedeckt und mit dem anderen Auge, man bereits weiß, wie man das Problem löst". Sperry stellte die Frage: „Wie kann das Lernen mit einem Auge bei der Verwendung des anderen Auges erscheinen?" Sperry schnitt Nerven in den Augen von Katzen durch, sodass das linke Auge mit der linken Hemisphäre und das rechte Auge mit der rechten Hemisphäre verbunden waren; er durchtrennte auch das Corpus Callosum. Die Katzen wurden dann gelehrt, ein Dreieck von einem Quadrat zu unterscheiden, während das rechte Auge bedeckt war. Dann wurden den Katzen das gleiche Problem mit dem linken Auge bedeckt präsentiert; die Katzen hatten keine Ahnung, was sie gerade mit dem rechten Auge gelernt hatten, und deshalb konnten sie gelehrt werden, ein Quadrat von einem Dreieck zu unterscheiden. Je nachdem, welches Auge bedeckt war, würden die Katzen entweder ein Quadrat von einem Dreieck oder ein Dreieck von einem Quadrat unterscheiden, was zeigt, dass die linke und rechte Hemisphäre zwei verschiedene Ereignisse lernten und erinnerten. Dies führte Sperry zu dem Glauben, dass die linke und rechte Hemisphäre getrennt funktionieren, wenn sie nicht durch das Corpus Callosum verbunden sind.
Sperrys Forschung mit „Split-Brain"-Katzen trug dazu bei, die Entdeckung zu ermöglichen, dass das Durchtrennen des Corpus Callosum eine sehr wirksame Behandlung für Patienten mit Epilepsie ist. Anfangs nach der Genesung der Patienten von der Operation gab es keine Anzeichen dafür, dass die Operation irgendwelche Veränderungen im Verhalten oder der Funktionsweise der Patienten verursachte. Diese Beobachtung führte zu der Frage: Wenn die Operation absolut keine Auswirkungen auf irgendwelche Teile der normalen Funktionsweise der Patienten hatte, was ist dann der Zweck des Corpus Callosum? War es einfach dort, um die beiden Seiten des Gehirns vor dem Einsturz zu bewahren, wie Karl Lashley es scherzhaft ausdrückte? Sperry wurde gebeten, eine Reihe von Tests für „Split-Brain"-Patienten zu entwickeln, um festzustellen, ob die Operation Veränderungen in der Funktionsweise der Patienten verursachte oder nicht.
Mit seinem Doktoranden Michael Gazzaniga lud Sperry mehrere der „Split-Brain"-Patienten ein, sich freiwillig an seiner Studie zu beteiligen, um festzustellen, ob die Operation ihre Funktionsweise beeinträchtigt. Diese Tests sollten die Sprach-, Seh- und motorischen Fähigkeiten der Patienten überprüfen. Wenn eine Person etwas im linken Sichtfeld sieht, das auf der linken Seite ihres Körpers liegt, reist die Information zur rechten Hemisphäre des Gehirns und umgekehrt. In der ersten Testreihe würde Sperry ein Wort entweder dem linken oder rechten Sichtfeld für kurze Zeit präsentieren. Wenn das Wort im rechten Sichtfeld gezeigt wurde, was bedeutet, dass die linke Hemisphäre es verarbeitet, konnte der Patient berichten, das Wort gesehen zu haben. Wenn das Wort im linken Sichtfeld gezeigt wurde, was bedeutet, dass die rechte Hemisphäre es verarbeitet, konnte der Patient nicht berichten, das Wort gesehen zu haben. Dies führte Sperry zu dem Glauben, dass nur die linke Seite des Gehirns Sprache artikulieren kann. In einem Folgeexperiment entdeckte Sperry jedoch, dass die rechte Hemisphäre auch einige Sprachfähigkeiten hat. In diesem Experiment brachte er die Patienten dazu, ihre linken Hände in ein Tablett voller Objekte unter einer Trennwand zu legen, sodass der Patient die Objekte nicht sehen konnte. Dann wurde dem Sichtfeld des Patienten nach links ein Wort gezeigt, das von der rechten Seite des Gehirns verarbeitet wurde. Dieses Wort beschrieb eines der Objekte im Tablett, daher griff die linke Hand des Patienten nach dem Objekt entsprechend dem Wort. Wenn die Teilnehmer nach dem Wort und dem Objekt in ihrer Hand gefragt wurden, behaupteten sie, das Wort nicht gesehen zu haben, und hatten keine Ahnung, warum sie das Objekt hielten. Die rechte Seite des Gehirns hatte das Wort erkannt und der linken Hand befohlen, es zu greifen, aber da die rechte Seite des Gehirns nicht sprechen kann und die linke Seite des Gehirns das Wort nicht gesehen hatte, konnte der Patient nicht artikulieren, was sie gesehen hatten.
In einer anderen Serie von Experimenten zur weiteren Untersuchung der Lateralisierung der Sprache in der linken und rechten Hemisphäre präsentierte Sperry ein Objekt im linken Sichtfeld und ein anderes Objekt im rechten Sichtfeld der „Split-Brain"-Patienten. Die linke Hand des Patienten wurde unter eine Trennwand gesetzt, und dann wurde der Patient aufgefordert, mit seiner linken Hand zu zeichnen, was ihm gezeigt worden war. Die Patienten würden zeichnen, was sie in ihrem linken Sichtfeld gesehen hatten, aber wenn gefragt wird, was sie gezeichnet hatten, würden sie beschreiben, was in ihrem rechten Sichtfeld gezeigt worden war. Diese Tests bewiesen, dass beim Durchtrennen des Corpus Callosum die Verbindung zwischen der linken und rechten Hemisphäre unterbrochen wird, wodurch sie nicht miteinander kommunizieren können. Sie können nicht nur nicht miteinander kommunizieren, sondern ohne das Corpus Callosum, das sie verbindet, weiß eine Hemisphäre nicht, dass die andere Hemisphäre überhaupt existiert. Es gab sogar Evidenz dafür außerhalb des Labors, als einige der Patienten berichteten, dass „während ihre linke Hand die Knöpfe ihres Hemdes aufknöpfte, die rechte Hand direkt dahinter folgen und es wieder zuknöpfen würde." Diese Experimente waren für zahlreiche Menschen auf viele verschiedene Weise von Vorteil.
Nach seinen Worten ist jede Hemisphäre:
tatsächlich ein bewusstes System in sich selbst, das wahrnimmt, denkt, sich erinnert, argumentiert, willentlich handelt und Gefühle hat, alles auf charakteristisch menschlicher Ebene, und ... sowohl die linke als auch die rechte Hemisphäre können gleichzeitig bewusst sein in verschiedenen, sogar gegensätzlichen mentalen Erfahrungen, die parallel ablaufen
Diese Forschung trug stark zum Verständnis der Lateralisierung der Hirnfunktion bei. 1989 erhielt Sperry auch die National Medal of Science. Danach erhielt Sperry 1993 den Lifetime Achievement Award der APA.
Neben seinen Beiträgen zur Etablierung der lateralisierten Hirnfunktion ist Sperry bekannt für
