Roger W. Sperry: Nobeli laureaat, neurobioloog ja jagatud aju uurija

Roger W. Sperry — Nobeli laureaat ja neurobioloog, kes paljastas jagatud aju saladused: ajupoolkerade erifunktsioonid, teadvus ja ajuteaduse läbimurded.

Roger Wolcott Sperry (20. august 1913 - 17. aprill 1994) oli Ameerika Ühendriikide neurobioloog ja Nobeli preemia laureaat. Ta sündis Hartfordis, Connecticuti osariigis ning on tuntud eelkõige oma uurimistöö poolest aju poolkerade funktsionaalse eripära ja jagatud teadvuse alal. Pika karjääri jooksul töötas ta muu hulgas õpetajana ja teadlasena tuntud õppeasutustes ning oli üks 20. sajandi mõjukamaid ajuteadlasi.

Ta jagas 1981. aastal Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhinda koos David Hubeli ja Torsten Wieseliga. 1989. aastal sai Sperry ka riikliku teadusmedali. Tema Nobeli preemia tunnustas eelkõige avastusi ajupoolkerade funktsionaalsest spetsialiseerumisest ning sellest tulenevast tähendusest nii neuroteaduses kui ka kliinilises ravis.

Biograafiline taust ja teadustöö

Sperry hariduslik teekond hõlmas nii bakalaureuseõpet kui ka edasist doktorikoolitust, mis andsid aluse tema eksperimentaalseks töösuunitluseks. Ta töötas erinevates laborites ja ülikoolides ning tema uurimistöö kombineeris loomkatseid, kliinilisi vaatlusi ja psühhofüüsikalisi teste. Sperry huvi tekitas küsimus, kuidas aju eri osad kohanevad ja kuidas need omavahel infovahetust korraldavad, eriti pärast kahjustusi või kirurgilisi lõikusi.

Jagatud aju (split-brain) uuringud

Enne Sperry eksperimente näisid mõned uurimistulemused viitavat sellele, et ajukoorepiirkonnad on suures osas omavahel asendatavad. Oma varajastes katsetes näitas Sperry, et vastupidi on tõsi: pärast varajast arengut on aju ahelad suures osas kõvasti ühendatud. See tähendab, et need on määratud kindla funktsiooniga.

Sperry töö oli seotud nn jagatud aju uuringutega. Oma Nobeli preemia saanud töös testis Sperry kümmet patsienti, kes olid läbinud operatsiooni, mille oli 1940. aastal välja töötanud William Van Wagenen, neurokirurg Rochesteris, New Yorgias.

Operatsioon, mis on mõeldud epileptikute raviks, kellel on grand mal krambid, katkestas (lõikas) corpus callosum'i, aju ala, mida kasutatakse signaalide edastamiseks parema ja vasaku ajupoolkera vahel.

Meetodid ja olulisemad leiud

Sperry ja tema kolleegid testisid neid patsiente ülesannetega, mis teadaolevalt sõltuvad konkreetsetest ajupoolkeradest, ja näitasid, et mõlemad ajupoolkerad võivad sisaldada teadvust. Ta kasutas mitmesuguseid ülesandeid ja teste, näiteks:

• visuaalsete stiimulite esitamine vaid paremasse või vasakusse visuaalvälja (nii et stiimul jõuab üksnes ühele poolkerale),
• tuntud esemete tundmine ja äratundmine, kus patsient pidi nimetama või käega valima eseme,
• motoorsed ja ruumilised ülesanded, nagu plokkide kokku panemine või joonistamine, mis avaldasid poolkerade eripära,
• samas või erinevas käes esinevate taktiilsete tunnetuste võrdlemine.

Need katsed näitasid, et kui informatsioon jõudis ainult paremale ajupoolkerale (mis kontrollib vasakut keha poolt), ei saanud patsient seda sageli sõnades väljendada, sest kõneprotsessid asuvad enamasti vasakus poolkeras. Samas suutis sama patsient samaaegselt vasaku käega (parema poolkera kontrolli all) valida või joonistada selle, mida ta oli näinud, mis tõestas, et parem poolkera "teab", kuid tal puudus ligipääs keelelisele väljendusele.

tõepoolest omaette teadvussüsteem, mis tajub, mõtleb, mäletab, arutleb, tahab ja emotsioneerib, ja seda kõike iseloomulikul inimlikul tasandil, ja ... nii vasak kui ka parem poolkera võivad olla samaaegselt teadlikud erinevates, isegi üksteisele vastanduvates, paralleelselt kulgevates vaimsetes kogemustes.

- Roger Wolcott Sperry, 1974

Need uuringud aitasid oluliselt kaasa arusaamisele, kuidas iga ajupoolkera töötab.

Poolkerade spetsialiseerumine ja praktilised järeldused

Mõned tegevused, nagu esemete nimetamine või klotside kokku panemine, on võimalik teha ainult siis, kui kasutatakse ühte või teist ajupoolt. Tundub, et vasakpoolne ajupoolkera on tavaliselt spetsialiseerunud keeleprotsessidele ja parem poolkera domineerib visuaalse konstrueerimise ülesannetes. Samuti leiti erinevusi emotsioonide töötlemises, ruumilises mõtlemises ja näotuvastuses.

Sellised leiud muutsid arusaamist ajust nii teoreetiliselt (kuidas tekib teadvus ja milline on aju sisemine töötlemine) kui ka kliiniliselt: nad kinnitasid, et teatud juhtudel võib corpus callosumi katkestamine vähendada krampide levikut ja parandada elukvaliteeti, ent sellega kaasnevad kompromissid keelelise ja kognitiivse integreerituse tasemel.

Tähtsus, filosoofilised mõjud ja pärand

Sperry töö mõjutas lisaks neuroteadusele ka filosoofia valdkonda, eriti teemasid, mis puudutavad teadvuse olemust, meelt ja keha suhteid. Tema tulemused pakkusid tuge argumentidele, et teadvus võib olla lokaalselt organiseeritud ja et ühise minaks pidamine võib olla keeruline nähtus, mida toetab konkreetne närvivõrgustiku ühendus.

Sperry oli produktiivne teadlane, kes avaldas mitmeid teadusartikleid ja populaarsemaid kirjutisi. Tema uurimused innustasid järgnevaid põlvkondi neuroteadlasi (sh uurijaid nagu Michael Gazzaniga ja teisi), kes laiendasid ja süvendasid jagatud aju uurimusi ning vastavaid kliinilisi rakendusi.

Tunnustused: Nobeli preemia (1981) ja riiklik teadusmedal (1989) on vaid osa Sperry laialdasest tunnustusest. Tema töö mõjutab endiselt teaduslikku diskussiooni ajuteaduse ja teadvuse uurimise valdkonnas.

Sperry suri 17. aprillil 1994. Tema pärand elab edasi läbi teaduspublikatsioonide, temaatiliste uurimusprogrammide ja laialdase mõjuga arusaamade kaudu aju töö kohta.

Küsimused ja vastused

K: Kes oli Roger Wolcott Sperry?

K: Millised olid enne Sperry eksperimente saadud teaduslikud tõendid?

K: Mida näitasid Sperry varased katsed?

K: Millise operatsiooni tüübi töötas William Van Wagenen 1940. aastal välja?

K: Kuidas Sperry näitas, et mõlemad ajupoolkerad võivad sisaldada teadvust?

K: Milliseid tegevusi saab teha ainult ühe või teise ajupoole kasutamisel?

Otsing