Quando il cervello è intero, la coscienza unificata degli emisferi sinistro e destro si somma a più delle proprietà individuali dei singoli emisferi.
Roger Wolcott Sperry era un neuropsicolo, neurobiolog e premio Nobel americano che, insieme a David Hunter Hubel e Torsten Nils Wiesel, ha vinto il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina nel 1981 per il suo lavoro sulla ricerca del cervello diviso. Un sondaggio di Review of General Psychology, pubblicato nel 2002, ha classificato Sperry come il 44º psicologo più citato del XX secolo.
Vita e educazione iniziali
Sperry è nato a Hartford, Connecticut, da Francis Bushnell e Florence Kraemer Sperry. Suo padre era nel settore bancario e sua madre si era formata in una scuola di affari. È stato cresciuto in un ambiente della classe media alta, che sottolineava il successo accademico. Roger aveva un fratello, Russell Loomis. Loro padre morì quando Roger aveva 11 anni. Successivamente, sua madre divenne assistente del preside nella scuola superiore locale.
Sperry è andato alla Hall High School a West Hartford, Connecticut, dove è stato un atleta stellare in diversi sport e si è comportato bene accademicamente da vincere una borsa di studio per Oberlin College. A Oberlin, è stato capitano della squadra di basket e ha anche partecipato al baseball, al football e all'atletica leggera della squadra universitaria. Ha anche lavorato in un caffè nel campus per aiutare a mantenersi. Sperry era un maggiore in inglese, ma ha seguito una classe di Introduzione alla Psicologia insegnata da un professore di nome R. H. Stetson che aveva lavorato con William James, il padre della Psicologia americana. Questa classe ha suscitato l'interesse di Sperry nel cervello e nel modo in cui può cambiare. Stetson era disabile e aveva difficoltà a muoversi, quindi Sperry lo aiutava guidandolo da e verso i luoghi in cui doveva andare. Questo includeva portare Stetson a pranzo con i suoi colleghi. Sperry si sedeva solo alla fine del tavolo e ascoltava Stetson e i suoi colleghi discutere della loro ricerca e di altri interessi psicologici. Ciò ha aumentato ulteriormente l'interesse di Sperry nella Psicologia e dopo aver ricevuto la sua laurea triennale in Inglese da Oberlin ha deciso di rimanere e ottenere il suo Master in Psicologia. Ha ricevuto la sua laurea triennale in Inglese nel 1935 e una laurea magistrale in psicologia nel 1937. Ha ricevuto il suo dottorato in zoologia dall'Università di Chicago nel 1941, supervisionato da Paul A. Weiss. Sperry ha quindi condotto ricerche postdottorali con Karl Lashley presso l'Università di Harvard, anche se la maggior parte del suo tempo è stato trascorso con Lashley presso lo Yerkes Primate Research Center a Orange Park, Florida.
Carriera
Nel 1942, Sperry ha iniziato a lavorare presso lo Yerkes Laboratories of Primate Biology, allora parte dell'Università di Harvard. Lì si è concentrato su esperimenti che coinvolgono il riarrangiamento dei nervi motori e sensoriali. Se ne è andato nel 1946 per diventare professore assistente, e successivamente professore associato, all'Università di Chicago. Nel 1949, durante una radiografia toracica di routine, c'era evidenza di tubercolosi. È stato inviato a Saranac Lake nelle montagne Adirondack a New York per il trattamento. È stato durante questo periodo che ha iniziato a scrivere i suoi concetti della mente e del cervello, e è stato pubblicato per la prima volta nell'American Scientist nel 1952. Nel 1952, è diventato il capo sezione delle malattie neurologiche e della cecità presso i National Institutes of Health e ha concluso l'anno presso il Marine Biology Laboratory a Coral Gables, FL. Sperry è tornato all'Università di Chicago nel 1952 e è diventato Professore Associato di Psicobiologia. Non gli è stato offerto un incarico a Chicago e aveva programmato di trasferirsi a Bethesda, Maryland ma è stato fermato da un ritardo nella costruzione presso i National Institutes of Health. Durante questo periodo l'amico di Sperry Victor Hepburn lo ha invitato a tenere una lezione sulla sua ricerca a un simposio. C'erano professori del California Institute of Technology nel pubblico del simposio che, dopo aver ascoltato la lezione di Sperry, erano così impressionati da lui che gli hanno offerto un lavoro come Hixson Professor of Psychobiology. Nel 1954, ha accettato la posizione di professore al California Institute of Technology Caltech come Hixson Professor of Psychobiology dove ha condotto i suoi esperimenti più famosi con Joseph Bogen, MD e molti studenti tra cui Michael Gazzaniga.
Sotto la supervisione di Paul Weiss mentre conseguiva il suo dottorato all'Università di Chicago, Sperry è diventato interessato alla specificità neuronale e ai circuiti cerebrali e ha iniziato a mettere in discussione i concetti esistenti su questi due argomenti. Ha posto la semplice domanda posta per la prima volta nella sua classe di Introduzione alla Psicologia a Oberlin: Natura o nutrimento? Ha iniziato una serie di esperimenti nel tentativo di rispondere a questa domanda. Sperry ha ricablato i nervi motori delle zampe dei ratti in modo che il nervo sinistro controllasse la zampa destra e viceversa. Avrebbe quindi posizionato i ratti in una gabbia che aveva una griglia elettrica sul fondo divisa in quattro sezioni. Ogni zampa del ratto è stata posizionata in una delle quattro sezioni della griglia elettrica. Una scossa è stata somministrata a una sezione specifica della griglia, ad esempio la griglia dove era situata la zampa posteriore sinistra del ratto riceveva una scossa. Ogni volta che la zampa sinistra veniva scossa, il ratto sollevava la zampa destra e viceversa. Sperry voleva sapere quanto tempo ci sarebbe voluto affinché il ratto si rendesse conto che stava sollevando la zampa sbagliata. Dopo ripetuti test, Sperry ha scoperto che i ratti non imparavano mai a sollevare la zampa corretta, portandolo alla conclusione che alcune cose sono semplicemente integrate e non possono essere riapprese. Nelle parole di Sperry, "nessun funzionamento adattativo del sistema nervoso ha avuto luogo." Durante gli anni postdottorali di Sperry con Karl Lashley ad Harvard e presso lo Yerkes Laboratories of Primate Biology a Orange Park, Florida, ha continuato il suo lavoro sulla specificità neuronale che aveva iniziato come dottorando e ha iniziato una nuova serie di studi che coinvolgevano salamandre. I nervi ottici sono stati sezionati e gli occhi ruotati di 180 gradi. La domanda era se la visione sarebbe tornata normale dopo la rigenerazione o se l'animale avrebbe per sempre visualizzato il mondo come "capovolto" e invertito da destra a sinistra. Nel caso in cui quest'ultimo si dimostrasse vero, significherebbe che i nervi sono stati in qualche modo "guidati" di nuovo ai loro siti di terminazione originali. Il ripristino della visione normale, cioè, "vedere" il mondo in un orientamento "giusto verso l'alto" significherebbe che i nervi rigeneranti erano terminati in nuovi siti, piuttosto diversi da quelli originali. Gli animali hanno reagito come se il mondo fosse capovolto e invertito da destra a sinistra. Inoltre, nessuna quantità di allenamento avrebbe potuto cambiare la risposta. Questi studi, che hanno fornito forti prove della guida dei nervi da "codici chimici intricati sotto il controllo genetico" 1963 si sono conclusi nell'ipotesi chemoaffinità di Sperry 1951.
Sperry ha successivamente ricoperto cariche nel Board of Trustees e come Professore di Psicobiologia Emeritus presso il California Institute of Technology. L'edificio Sperry Neuroscience presso Oberlin College è stato intitolato in suo onore nel 1990.
Premio Nobel
A Sperry è stato concesso numerosi premi durante la sua vita, tra cui il California Scientist of the Year Award nel 1972, la National Medal of Science nel 1989, il Wolf Prize in Medicine nel 1979 e l'Albert Lasker Medical Research Award nel 1979, e il Premio Nobel per la Medicina/Fisiologia nel 1981 che ha condiviso con David H. Hubel e Torsten N. Wiesel. Sperry ha vinto questo premio per il suo lavoro con pazienti "cervello diviso". Il cervello è diviso in due emisferi, gli emisferi sinistro e destro, collegati nel mezzo da una parte del cervello chiamata corpo calloso. Nei pazienti "cervello diviso", il corpo calloso è stato reciso a causa dei pazienti che soffrono di epilessia, una malattia che causa crisi intense e persistenti. Le crisi iniziano in un emisfero e continuano nell'altro emisfero. Tagliare il corpo calloso impedisce alle crisi di spostarsi da un emisfero all'altro, il che previene il verificarsi di crisi, consentendo ai pazienti di funzionare normalmente invece di soffrire di crisi continue.
Sperry è diventato interessato per la prima volta alla ricerca "cervello diviso" quando stava lavorando sull'argomento del trasferimento interocolare, che si verifica quando "uno impara con un occhio come risolvere un problema quindi, con quell'occhio coperto e usando l'altro occhio, uno sa già come risolvere il problema". Sperry ha posto la domanda: "come può l'apprendimento con un occhio apparire con l'uso dell'altro?" Sperry ha tagliato i nervi negli occhi dei gatti in modo che l'occhio sinistro fosse connesso all'emisfero sinistro e l'occhio destro fosse connesso all'emisfero destro; ha anche tagliato il corpo calloso. Ai gatti è stato quindi insegnato a distinguere un triangolo da un quadrato con l'occhio destro coperto. Poi ai gatti è stato presentato lo stesso problema con l'occhio sinistro coperto; i gatti non avevano idea di quello che avevano appena imparato con l'occhio destro e a causa di ciò potevano essere insegnati a distinguere un quadrato da un triangolo. A seconda di quale occhio era coperto, i gatti avrebbero distinto un quadrato da un triangolo o un triangolo da un quadrato, dimostrando che gli emisferi sinistro e destro hanno appreso e ricordato due eventi diversi. Ciò ha portato Sperry a credere che gli emisferi sinistro e destro funzionino separatamente quando non sono collegati dal corpo calloso.
La ricerca di Sperry con gatti "cervello diviso" ha aiutato a portare alla scoperta che tagliare il corpo calloso è un trattamento molto efficace per i pazienti che soffrono di epilessia. Inizialmente dopo che i pazienti si sono ripresi dall'intervento chirurgico non c'erano segni che l'intervento chirurgico causasse cambiamenti nel loro comportamento o funzionamento. Questa osservazione ha sollevato la domanda: se l'intervento chirurgico non aveva assolutamente alcun effetto su nessuna parte del normale funzionamento dei pazienti, quale sarebbe lo scopo del corpo calloso? Era semplicemente lì per impedire ai due lati del cervello di crollare, come Karl Lashley scherzosamente ha affermato? A Sperry è stato chiesto di sviluppare una serie di test da eseguire sui pazienti "cervello diviso" per determinare se l'intervento chirurgico ha causato cambiamenti nel funzionamento dei pazienti o no.
Lavorando con il suo studente laureato Michael Gazzaniga, Sperry ha invitato diversi dei pazienti "cervello diviso" a volontariato per partecipare al suo studio per determinare se l'intervento chirurgico ha colpito il loro funzionamento. Questi test sono stati progettati per testare il linguaggio, la visione e le abilità motorie dei pazienti. Quando una persona vede qualcosa nel campo visivo sinistro che si trova sul lato sinistro del corpo, le informazioni viaggiano verso l'emisfero destro del cervello e viceversa. Nella prima serie di test, Sperry avrebbe presentato una parola al campo visivo sinistro o destro per un breve periodo di tempo. Se la parola fosse mostrata al campo visivo destro, il che significa che l'emisfero sinistro la elaborerebbe, allora il paziente potrebbe riferire di aver visto la parola. Se la parola fosse mostrata al campo visivo sinistro, il che significa che l'emisfero destro la elaborerebbe, allora il paziente non potrebbe riferire di aver visto la parola. Questo ha portato Sperry a credere che solo il lato sinistro del cervello potesse articolare il linguaggio. Tuttavia, in un esperimento di follow-up, Sperry ha scoperto che l'emisfero destro ha alcune capacità linguistiche. In questo esperimento, ha fatto posizionare ai pazienti le loro mani sinistre in un vassoio pieno di oggetti situati sotto una partizione in modo che il paziente non potesse vedere gli oggetti. Poi una parola è stata mostrata al campo visivo sinistro del paziente, che è stato elaborato dal lato destro del cervello. Questa parola ha descritto uno degli oggetti nel vassoio, quindi la mano sinistra del paziente ha raccolto l'oggetto corrispondente alla parola. Quando ai partecipanti è stato chiesto della parola e dell'oggetto in mano, hanno affermato di non aver visto la parola e di non avere idea del motivo per cui stessero tenendo l'oggetto. Il lato destro del cervello aveva riconosciuto la parola e aveva detto alla mano sinistra di raccoglierla, ma poiché il lato destro del cervello non può parlare e il lato sinistro del cervello non aveva visto la parola, il paziente non poteva articolare ciò che aveva visto.
In un'altra serie di esperimenti che esaminano ulteriormente la lateralizzazione del linguaggio negli emisferi sinistro e destro, Sperry ha presentato un oggetto al campo visivo sinistro e un oggetto diverso al campo visivo destro dei pazienti "cervello diviso". La mano sinistra del paziente è stata messa sotto una partizione e poi al paziente è stato chiesto di disegnare con la mano sinistra quello che era stato mostrato. I pazienti avrebbero disegnato quello che avevano visto nel loro campo visivo sinistro, ma quando gli è stato chiesto cosa avevano disegnato avrebbero descritto quello che era stato mostrato al loro campo visivo destro. Questi test hanno provato che quando il corpo calloso è reciso, rompe la connessione tra gli emisferi sinistro e destro, rendendoli incapaci di comunicare tra loro. Non solo sono incapaci di comunicare tra loro, ma anche senza il corpo calloso che li collega un emisfero non ha idea che l'altro emisfero esista nemmeno. C'era anche evidenza di ciò al di fuori del laboratorio quando alcuni dei pazienti hanno riferito che, "mentre la loro mano sinistra stava sbottonando la camicia, la mano destra seguirebbe dietro e la ribottonasse di nuovo." Questi esperimenti sono stati vantaggiosi per numerose persone in molti modi diversi.
Nelle sue parole, ogni emisfero è:
davvero un sistema consapevole di per sé, che percepisce, pensa, ricorda, ragiona, vuole e sente, tutto a un livello caratteristicamente umano, e... sia l'emisfero sinistro che quello destro possono essere consapevoli contemporaneamente in esperienze mentali diverse, persino reciprocamente conflittuali, che procedono in parallelo
Questa ricerca ha contribuito notevolmente a comprendere la lateralizzazione della funzione cerebrale. Nel 1989, Sperry ha anche ricevuto la National Medal of Science. Successivamente nel 1993, Sperry ha ricevuto il Lifetime Achievement Award dall'APA.
Oltre al suo contributo nel stabilire la funzione lateralizzata del cervello, Sperry è noto
