脳全体が統合されているとき、左半球と右半球の統一された意識は、分離された半球の個別の特性の合計以上のものになります。
Roger Wolcott Sperry は、American neuropsychologist、neurobiologist、Nobel laureate であり、David Hunter Hubel および Torsten Nils Wiesel とともに、分裂脳研究での業績により1981年のノーベル生理学・医学賞を受賞しました。2002年に発表された一般心理学のレビューサーベイでは、Sperry は20世紀で最も引用された心理学者の44位にランクされました。
初期の人生と教育
Sperry は Hartford, Connecticut で Francis Bushnell と Florence Kraemer Sperry に生まれました。父は銀行業に従事し、母はビジネススクールで訓練を受けていました。彼は学業成績を強調する中流上層家庭で育てられました。Roger には Russell Loomis という1人の兄がいました。彼らの父親は Roger が11歳のときに亡くなりました。その後、彼の母親は地元の高等学校の校長補佐になりました。
Sperry は West Hartford, Connecticut の Hall High School に進学し、複数のスポーツで優秀なアスリートであり、学業でも十分な成績を収めて Oberlin College の奨学金を獲得しました。Oberlin では、バスケットボールチームのキャプテンを務め、さらに大学野球、フットボール、陸上競技にも参加しました。また、自分自身をサポートするために学内のカフェで働きました。Sperry は英語を専攻していましたが、R. H. Stetson という名前の教授が教える心理学入門クラスを受講しました。この教授は American Psychology の父である William James と協働していました。このクラスは Sperry の脳とそれがどのように変化できるかについての関心を刺激しました。Stetson は身体障害があり移動に支障があったため、Sperry は彼を必要な場所への運転をサポートしていました。これには Stetson を同僚とのランチに連れていくことも含まれていました。Sperry はテーブルの端に座って、Stetson と彼の同僚が彼らの研究と他の心理学的興味について議論するのを聞いていました。これは Sperry の心理学への関心をさらに高めました。Oberlin から英語の学位を取得した後、彼は心理学で修士号を取得することを決めました。彼は1935年に英語の学士号を、1937年に心理学の修士号を取得しました。彼は1941年に University of Chicago から動物学の博士号を取得し、Paul A. Weiss によって指導されました。その後、Sperry は Harvard University の Karl Lashley とのポスドクの研究を行いましたが、彼の時間の大部分は Florida の Orange Park にある Yerkes Primate Research Center で Lashley とともに過ごしました。
キャリア
1942年に、Sperry は Yerkes Laboratories of Primate Biology で働き始めました。当時は Harvard University の一部でした。そこで彼は運動神経と感覚神経の再配置を含む実験に焦点を当てました。彼は1946年に離職して、University of Chicago で助教授、後に准教授になりました。1949年に、定期的な胸部X線撮影中に結核の証拠が見つかりました。彼は New York の Adirondack Mountains にある Saranac Lake に治療のために送られました。この時期に、彼は心と脳の概念を書き始め、1952年に American Scientist に最初に掲載されました。1952年に、彼は National Institutes of Health の神経疾患および盲目部門のセクションチーフになり、その年を Florida の Coral Gables にある Marine Biology Laboratory で終えました。Sperry は1952年に University of Chicago に戻り、心理学の准教授になりました。彼は Chicago でテニュアを提供されず、Maryland の Bethesda に移動することを計画していましたが、National Institutes of Health での建設遅延により足止めされました。この時期に Sperry の友人 Victor Hepburn は、シンポジウムで彼の研究について講演するよう招待しました。シンポジウムの聴衆には California Institute of Technology の教授がいました。彼らは Sperry の講演を聞いた後、彼に非常に感銘を受けて、Hixson Psychobiology 教授のポジションを提供しました。1954年に、彼は California Institute of Technology Caltech の教授として Hixson Psychobiology 教授のポジションを受け入れ、そこで Joseph Bogen, MD および Michael Gazzaniga を含む多くの学生とともに最も有名な実験を行いました。
University of Chicago で博士号を取得する際に Paul Weiss の指導下で、Sperry は神経特異性と脳回路に関心を持つようになり、これら2つのトピックに関する既存の概念に疑問を呈し始めました。彼は Oberlin の心理学入門クラスで最初に尋ねられた簡単な質問をしました：Nature or nurture？彼はこの質問に答えるための一連の実験を開始しました。Sperry はラットの脚の運動神経をクロスワイアーして、左の神経が右の脚を制御し、逆もまた同様にしました。その後、ラットをケージに入れました。そのケージの底には電気グリッドがあり、4つのセクションに分かれていました。ラットの各脚がグリッドの4つのセクションの1つに置かれました。グリッドの特定のセクション、例えばラットの左後ろ脚が位置していたグリッドにショックが加えられました。左の足に電気ショックが加えられるたびに、ラットは右の足を持ち上げ、逆もまた同様でした。Sperry は、ラットが間違った足を持ち上げていることに気付くのにどのくらい時間がかかるかを知りたかったのです。繰り返しテストの後、Sperry はラットが正しい足を持ち上げることを学んだことがないことを発見し、いくつかのことは単に硬くコードされており、再学習することができないという結論に達しました。Sperry の言葉では、「神経系の適応機能は行われませんでした。」Sperry のポスドク時代の間、Harvard の Karl Lashley および Florida の Orange Park にある Yerkes Laboratories of Primate Biology で、彼は博士課程の学生として開始した神経特異性に関する作業を継続し、サンショウウオを含む新しい一連の研究を開始しました。視神経が切断され、目が180度回転しました。質問は、再生後の視覚が正常であるか、それとも動物が永遠に世界を「逆さま」および「左右反転」として見るのかということでした。後者が証明された場合、神経がどういうわけか終末の元の部位に「ガイドされた」ことを意味するでしょう。正常な視覚の復元、つまり「右側の上」の方向で世界を「見る」ことは、再生中の神経が新しい部位で終了し、元のものとは全く異なることを意味するでしょう。動物は、世界が逆さまで、左から右に反転しているかのように反応しました。さらに、どの量のトレーニングでも応答を変えることはできませんでした。これらの研究は、「遺伝的制御下の複雑な化学コード」による神経ガイダンスの強い証拠を提供し、1963年に Sperry の chemoaffinity hypothesis 1951年で終わりました。
Sperry は後に California Institute of Technology の Board of Trustees およびPsychobiology Emeritus 教授を務めました。Oberlin College の Sperry Neuroscience Building は1990年に彼の名誉に命名されました。
ノーベル賞
Sperry は生涯を通じて多くの賞を受賞しました。これには1972年の California Scientist of the Year Award、1989年の National Medal of Science、1979年の Wolf Prize in Medicine、1979年の Albert Lasker Medical Research Award、および David H. Hubel と Torsten N. Wiesel と共有した1981年の Nobel Prize for Medicine/Physiology が含まれています。Sperry はこの賞を「分裂脳」患者との仕事で受賞しました。脳は2つの半球、左半球と右半球に分かれており、中央の脳の corpus callosum と呼ばれる部分によって接続されています。「分裂脳」患者では、てんかんによる患者の suffering により corpus callosum が切断されています。てんかんは、激しく持続的な発作を引き起こす病気です。発作は1つの半球から始まり、別の半球に続きます。corpus callosum を切ると、発作が一方の半球から別の半球に移動するのを防ぎ、発作が発生するのを防ぎ、患者が継続的な発作に苦しむ代わりに正常に機能することができます。
Sperry は最初に「分裂脳」研究に関心を持つようになったのは、interocular transfer のトピックに取り組んでいたときです。これは、「1つの目で問題を解くことを学んでから、その目を覆って別の目を使用して、すでに問題を解く方法を知っている」という現象です。Sperry は次の質問をしました：「一方の目での学習は、もう一方の目の使用でどのように現れることができるのか？」Sperry は猫の目の神経を切断し、左の目が左の半球に接続し、右の目が右の半球に接続されるようにしました。彼は corpus callosum も切断しました。その後、猫は右の目を覆った状態で三角形と正方形を区別するように訓練されました。次に、猫は左の目を覆った同じ問題を提示されました。猫は右の目で学んだばかりのことを全く知らず、このため正方形から三角形を区別するように訓練することができました。どちらの目が覆われているかに応じて、猫は正方形から三角形を区別するか、三角形から正方形を区別するかのどちらかになり、左半球と右半球が2つの異なるイベントを学習および記憶したことを示しました。これは Sperry に、corpus callosum によって接続されていない場合、左半球と右半球は個別に機能するという信念を抱かせました。
Sperry の「分裂脳」猫での研究は、corpus callosum を切ることがてんかんに苦しむ患者の非常に効果的な治療法であることの発見につながるのに役立ちました。最初は患者が手術から回復した後、手術が患者の行動や機能のいかなる部分にも変化を引き起こしたという兆候はありませんでした。この観察は次の質問をもたらしました：手術が患者の通常の機能のいかなる部分にも絶対的な影響を与えなかった場合、corpus callosum の目的は何ですか？それは単に脳の2つの側面が崩壊するのを防ぐためにそこにあったのですか？Karl Lashley がそれをジョークで言ったように？Sperry は「分裂脳」患者に実施するための一連のテストを開発するよう求められました。手術が患者の機能に変化を引き起こしたかどうかを判断します。
大学院生 Michael Gazzaniga とともに、Sperry は「分裂脳」患者の何人かに志願して彼の研究に参加し、手術が彼らの機能に影響を与えたかどうかを判断するよう招待しました。これらのテストは患者の言語、視覚、および運動スキルをテストするように設計されました。人が体の左側にある左視野のものを見ると、情報は脳の右半球に移動し、逆もまた同様です。最初のテスト シリーズでは、Sperry は短期間左または右視野のいずれかに単語を提示しました。単語が右視野に表示された場合、左半球がそれを処理することを意味し、患者は単語が見えたことを報告することができました。単語が左視野に表示された場合、右半球がそれを処理することを意味し、患者は単語が見えたことを報告することができませんでした。これは Sperry に、脳の左側のみが音声を発音できるという信念を抱かせました。しかし、フォローアップの実験で、Sperry は右半球にも言語能力があることを発見しました。この実験では、彼は患者に左手をパーティションの下にあるトレイに置きました。パーティションの下のトレイには物体が満たされており、患者は物体を見ることができないようにしました。次に、単語が患者の左視野に表示され、脳の右側によって処理されました。この単語はトレイ内の物体の1つについて説明したため、患者の左手は単語に対応する物体を拾いました。参加者が単語と手に持っている物体について尋ねられたとき、彼らは単語を見たことがなく、物体を保持している理由がわからないと主張しました。脳の右側が単語を認識して左手に拾うように指示していましたが、脳の右側は話すことができず、脳の左側が単語を見たことがないため、患者は彼らが見たものを発音することができませんでした。
脳の左半球と右半球における言語の lateralization をさらに調べるための一連の別の実験では、Sperry は「分裂脳」患者の左視野に1つのオブジェクトを、右視野に異なるオブジェクトを1つ提示しました。患者の左手はパーティションの下に置かれ、その後患者は左手で見たものを描くように尋ねられました。患者は左視野で見たものを描きましたが、彼らが描いたものについて尋ねられたとき、右視野に表示されたものについて説明しました。これらのテストは、corpus callosum が切断されたとき、左半球と右半球の間の接続が破られ、お互いに通信することができなくなることを証明しました。彼らがお互いに通信することができないだけでなく、corpus callosum がそれらを接続していないと、一方の半球はもう一方の半球が存在することさえ知りません。実験室外でもこれの証拠がありました。患者の何人かが「左手がシャツのボタンを外していた間、右手は後ろからそれをたどり、再度ボタンをしました」と報告しました。これらの実験は多くの異なる方法で多くの人々に有益でした。
彼の言葉では、各半球は：
確かに、知覚、思考、記憶、推論、意志、感情を特徴的に人間レベルで備えた独自の有意な構成体であり、...左半球と右半球の両方が異なる、さらには相互に矛盾する精神経験が平行して実行される中で同時に有意識である可能性があります。
この研究は脳機能の lateralization についての理解に大いに貢献しました。1989年に、Sperry は National Medal of Science も受賞しました。その後、1993年に Sperry は APA から Lifetime Achievement Award を受賞しました。
脳の lateralized 機能の確立への貢献に加えて、Sperry は noted
