뇌가 온전할 때, 좌반구와 우반구의 통합된 의식은 분리된 반구의 개별 특성의 합보다 크다.
Roger Wolcott Sperry는 미국의 신경심리학자, 신경생물학자이자 노벨상 수상자로, David Hunter Hubel과 Torsten Nils Wiesel과 함께 분할 뇌 연구로 1981년 노벨 생리의학상을 수상했다. 2002년에 발표된 일반심리학 개론 조사에서 Sperry는 20세기 가장 인용된 심리학자 44위로 선정되었다.
초기 삶과 교육
Sperry는 코네티컷 주 Hartford에서 Francis Bushnell과 Florence Kraemer Sperry의 아들로 태어났다. 그의 아버지는 은행업에 종사했고, 어머니는 경영학교에서 교육을 받았다. 그는 학문적 성취를 강조하는 상류 중산층 환경에서 자랐다. Roger는 Russell Loomis라는 형제가 한 명 있었다. 그들의 아버지는 Roger가 11살일 때 돌아가셨다. 그 후 어머니는 지역 고등학교의 교감 보좌관이 되었다.
Sperry는 코네티컷 주 West Hartford의 Hall High School에 다녔으며, 여러 스포츠에서 별 선수였고 Oberlin College 장학금을 받을 수 있을 정도로 학업 성적이 우수했다. Oberlin에서 그는 농구팀의 주장이었으며, 대학 야구, 미식축구, 육상에도 참여했다. 그는 또한 자신을 지원하기 위해 캠퍼스의 카페에서 일했다. Sperry는 영어학을 전공했지만, 미국 심리학의 아버지인 William James와 함께 일했던 R. H. Stetson 교수가 가르치는 심리학 입문 수업을 수강했다. 이 수업은 뇌와 뇌가 어떻게 변할 수 있는지에 대한 Sperry의 관심을 자극했다. Stetson은 장애가 있어 이동에 어려움이 있었으므로 Sperry는 그를 필요한 곳으로 차를 운전해주며 도와주었다. 여기에는 Stetson을 동료들과의 점심 식사에 데려가는 것도 포함되었다. Sperry는 테이블 끝에 앉아 Stetson과 동료들이 자신의 연구와 다른 심리학적 관심사에 대해 논의하는 것을 듣곤 했다. 이것은 Sperry의 심리학에 대한 관심을 더욱 높였고, Oberlin에서 영어 학부 학위를 받은 후 그는 심리학 석사 학위를 받기 위해 남기로 결정했다. 그는 1935년 영어 학사 학위와 1937년 심리학 석사 학위를 받았다. 그는 1941년 Paul A. Weiss의 지도 아래 시카고 대학에서 동물학 박사 학위를 받았다. Sperry는 그 후 Harvard University의 Karl Lashley와 박사후 연구를 수행했지만, 대부분의 시간은 플로리다 Orange Park의 Yerkes Primate Research Center에서 Lashley와 함께 보냈다.
경력
1942년에 Sperry는 당시 Harvard University의 일부였던 Yerkes Laboratories of Primate Biology에서 일을 시작했다. 거기서 그는 운동 및 감각 신경 재정렬과 관련된 실험에 중점을 두었다. 그는 1946년에 떠나 시카고 대학의 조교수가 되었고, 나중에 부교수가 되었다. 1949년에 일상적인 흉부 엑스레이 중에 폐결핵의 증거가 있었다. 그는 뉴욕의 Adironack Mountains에 있는 Saranac Lake로 치료를 받으러 보내졌다. 이 기간 동안 그는 마음과 뇌에 대한 자신의 개념을 쓰기 시작했고, 1952년 American Scientist에 처음 발표되었다. 1952년에 그는 National Institutes of Health의 신경질환 및 실명 부서의 부서장이 되었고 그 해를 플로리다 Coral Gables의 Marine Biology Laboratory에서 마쳤다. Sperry는 1952년 시카고 대학으로 돌아가 심리학 부교수가 되었다. 그는 Chicago에서 종신직을 제안받지 않았고 Maryland의 Bethesda로 이사할 계획을 세웠지만 National Institutes of Health의 건설 지연으로 미루어졌다. 이 기간 동안 Sperry의 친구 Victor Hepburn은 그를 심포지엄에서 자신의 연구에 대해 강의하도록 초대했다. 심포지엄의 청중에는 California Institute of Technology의 교수들이 있었고, Sperry의 강의를 들은 후 그들은 그에게 깊은 인상을 받아 Hixson 심리생물학 교수 직책을 제안했다. 1954년에 그는 California Institute of Technology Caltech에서 Hixson 심리생물학 교수로 교수직을 수락했으며, Joseph Bogen MD와 Michael Gazzaniga를 포함한 많은 학생들과 함께 가장 유명한 실험을 수행했다.
Chicago 대학에서 박사 학위를 받으면서 Paul Weiss의 지도 아래 Sperry는 신경 특이성과 뇌 회로에 관심을 가지게 되었고 이 두 주제에 대한 기존 개념에 의문을 제기하기 시작했다. 그는 Oberlin의 심리학 입문 수업에서 처음 제시한 간단한 질문을 던졌다: 선천성인가 후천성인가? 그는 이 질문에 답하기 위해 일련의 실험을 시작했다. Sperry는 쥐의 다리의 운동 신경을 다시 연결하여 왼쪽 신경이 오른쪽 다리를 제어하고 그 반대도 마찬가지였다. 그러면 바닥이 전기 격자인 우리에 쥐를 놓았는데, 이 격자는 네 섹션으로 나뉘었다. 쥐의 각 다리는 전기 격자의 네 섹션 중 하나에 배치되었다. 충격이 격자의 특정 섹션에 가해졌다. 예를 들어 쥐의 왼쪽 뒷다리가 있는 격자 부분에 충격을 받을 것이다. 왼쪽 발이 충격을 받을 때마다 쥐는 오른쪽 발을 들었고 그 반대도 마찬가지였다. Sperry는 쥐가 잘못된 발을 들어올리고 있다는 것을 깨닫는 데 얼마나 오래 걸릴지 알고 싶었다. 반복적인 테스트 후 Sperry는 쥐가 올바른 발을 들어올리는 것을 배우지 못했다는 것을 발견했고, 이는 일부 것들은 선천적이며 다시 배울 수 없다는 결론에 도달했다. Sperry의 말로는 "신경계의 적응적 기능이 일어나지 않았다."는 것이다. Sperry의 박사후 Harvard의 Karl Lashley와 Orange Park 플로리다의 Yerkes Primate Biology 실험실에서의 몇 년 동안, 그는 박사 과정 학생으로서 시작한 신경 특이성에 대한 작업을 계속했고 도롱뇽과 관련된 새로운 일련의 연구를 시작했다. 시신경이 절단되었고 눈이 180도 회전했다. 질문은 재생 후 시력이 정상인지 아니면 동물이 영원히 세상을 "거꾸로" 그리고 좌우 반대로 볼 것인지였다. 후자가 증명되면, 신경이 어떻게든 원래 종료 부위로 "안내"되었다는 것을 의미할 것이다. 정상적인 시력의 회복, 즉 세상을 "올바른 방향"으로 "보는" 것은 재생 신경이 원래의 것과는 상당히 다른 새로운 부위에서 종료되었다는 것을 의미할 것이다. 동물들은 세상이 거꾸로 그리고 좌우가 반대인 것처럼 반응했다. 더욱이, 어떤 양의 훈련도 반응을 바꿀 수 없었다. 1963년 "유전자 제어 하의 복잡한 화학 코드"에 의한 신경 지도에 대한 강력한 증거를 제공한 이러한 연구는 1951년 Sperry의 화학친화력 가설로 절정을 이루었다.
Sperry는 나중에 California Institute of Technology의 이사회에 재직했고 명예 심리생물학 교수로 봉사했다. Oberlin College의 Sperry 신경과학 건물은 1990년 그의 이름으로 명명되었다.
노벨상
Sperry는 평생 많은 상을 받았으며, 1972년 California Scientist of the Year Award, 1989년 National Medal of Science, 1979년 Wolf Prize in Medicine, 1979년 Albert Lasker Medical Research Award 및 1981년 David H. Hubel과 Torsten N. Wiesel과 함께 공유한 노벨 의학/생리학상을 포함한다. Sperry는 "분할 뇌" 환자에 대한 작업으로 이 상을 수상했다. 뇌는 좌반구와 우반구로 나뉘며, 뇌의 중간 부분인 뇌량으로 연결된다. "분할 뇌" 환자에서는 간질이라는 질병으로 고통받아 뇌량이 절단되며, 이 질병은 강렬하고 지속적인 발작을 유발한다. 발작은 한 반구에서 시작되어 다른 반구로 계속된다. 뇌량을 자르면 발작이 한 반구에서 다른 반구로 이동하는 것을 방지하여 발작 발생을 방지하므로, 환자가 지속적인 발작으로 고통받는 대신 정상적으로 기능할 수 있게 한다.
Sperry는 "한 눈으로 문제를 푸는 방법을 배운 후, 그 눈을 가리고 다른 눈을 사용하면 이미 문제를 푸는 방법을 알고 있다"는 안구 간 전이라는 주제에 대해 작업하고 있을 때 "분할 뇌" 연구에 처음 관심을 가지게 되었다. Sperry는 "한 눈으로의 학습이 다른 눈의 사용으로 어떻게 나타날 수 있는가?"라는 질문을 던졌다. Sperry는 고양이의 눈에 있는 신경을 자르면 왼쪽 눈이 왼쪽 반구에 연결되고 오른쪽 눈이 오른쪽 반구에 연결되었으며, 뇌량도 절단했다. 그러면 고양이에게 오른쪽 눈을 가리고 삼각형과 정사각형을 구별하도록 가르쳤다. 그 후 고양이에게 왼쪽 눈을 가리고 같은 문제를 제시했으며, 고양이는 오른쪽 눈으로 방금 배운 것을 전혀 몰랐고, 이 때문에 정사각형과 삼각형을 구별하도록 새롭게 가르칠 수 있었다. 어느 눈을 가렸는지에 따라 고양이는 정사각형과 삼각형을 구별하거나 삼각형과 정사각형을 구별했으며, 이는 왼쪽과 오른쪽 반구가 두 개의 다른 사건을 배우고 기억했음을 보여주었다. 이것은 Sperry가 뇌량으로 연결되지 않을 때 좌반구와 우반구가 분리되게 기능한다는 것을 믿게 했다.
Sperry의 "분할 뇌" 고양이를 이용한 연구는 뇌량을 자르는 것이 간질로 고통받는 환자에게 매우 효과적인 치료법이라는 발견으로 이어졌다. 환자들이 수술에서 회복된 직후에는 수술이 행동이나 기능의 어떤 부분에 변화를 일으켰다는 징후가 없었다. 이 관찰은 수술이 환자의 정상 기능의 어떤 부분에도 절대적인 영향을 미치지 않았다면 뇌량의 목적이 무엇인가라는 질문을 제기했다. Karl Lashley가 농담으로 말한 것처럼 단순히 뇌의 양쪽이 무너지는 것을 방지하기 위해 있었던 것인가? Sperry는 "분할 뇌" 환자에 대해 일련의 테스트를 개발하도록 요청받아 수술이 환자의 기능에 변화를 일으켰는지 여부를 판단하기 위해 테스트를 수행해야 했다.
Sperry는 대학원생 Michael Gazzaniga와 함께 여러 "분할 뇌" 환자를 자신의 연구에 참여하여 수술이 기능에 영향을 미쳤는지 판단하기 위해 자원하도록 초대했다. 이 테스트는 환자의 언어, 시력 및 운동 기술을 테스트하도록 설계되었다. 사람이 신체의 왼쪽에 있는 왼쪽 시야에서 무언가를 볼 때, 정보는 뇌의 오른쪽 반구로 이동하며 그 반대도 마찬가지다. 첫 번째 일련의 테스트에서 Sperry는 짧은 기간 동안 왼쪽 또는 오른쪽 시야에 단어를 제시했다. 단어가 오른쪽 시야에 표시된 경우, 즉 왼쪽 반구가 그것을 처리할 때, 환자는 단어를 본 것으로 보고할 수 있었다. 단어가 왼쪽 시야에 표시된 경우, 즉 오른쪽 반구가 그것을 처리할 때, 환자는 단어를 본 것으로 보고할 수 없었다. 이것은 Sperry가 뇌의 왼쪽 부분만 음성을 표현할 수 있다고 믿게 했다. 그러나 후속 실험에서 Sperry는 오른쪽 반구가 일부 언어 능력을 가지고 있다는 것을 발견했다. 이 실험에서 그는 환자들의 왼손을 환자가 물체를 볼 수 없도록 하기 위해 칸막이 아래에 있는 물건이 가득 찬 쟁반에 놓았다. 그러면 단어가 환자의 왼쪽 시야에 표시되었고, 이는 뇌의 오른쪽에서 처리되었다. 이 단어는 쟁반의 물체 중 하나를 설명했으므로, 환자의 왼손이 그 단어에 해당하는 물체를 집어 들었다. 참가자들이 단어와 손에 있는 물체에 대해 질문받았을 때, 그들은 단어를 보지 못했고 그 물체를 들고 있는 이유를 몰랐다고 주장했다. 뇌의 오른쪽이 단어를 인식했고 왼손에게 그것을 집어 들도록 말했지만, 뇌의 오른쪽이 말할 수 없고 뇌의 왼쪽이 단어를 보지 못했기 때문에, 환자는 자신이 본 것을 표현할 수 없었다.
왼쪽과 오른쪽 반구에서 언어의 측방화를 더 자세히 조사하는 또 다른 일련의 실험에서, Sperry는 하나의 물체를 왼쪽 시야에, 다른 물체를 "분할 뇌" 환자의 오른쪽 시야에 제시했다. 환자의 왼손을 칸막이 아래 놓은 후 환자에게 왼손으로 본 것을 그리도록 요청했다. 환자들은 왼쪽 시야에서 본 것을 그렸지만, 그려진 것에 대해 질문받으면 오른쪽 시야에 표시된 것을 설명했다. 이 테스트는 뇌량이 절단되면 왼쪽과 오른쪽 반구 사이의 연결이 끊어져 서로 통신할 수 없게 된다는 것을 증명했다. 그들은 서로 통신할 수 없을 뿐 아니라, 뇌량이 연결되지 않으면 한 반구는 다른 반구가 존재한다는 것을 알지 못한다. 실험실 밖에서도 이에 대한 증거가 있었는데, 일부 환자들은 "왼손이 셔츠의 단추를 풀고 있을 때, 오른손이 따라가서 다시 단추를 채웠다"고 보고했다. 이러한 실험은 많은 사람들에게 다양한 방식으로 도움이 되었다.
그의 말로는, 각 반구는:
실로 그 자체로 의식적 체계이며, 인식하고, 생각하고, 기억하고, 추론하
