ロジャー・スペリー | |
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| 生まれる | ロジャー・ウォルコット・スペリー 1913年8月20日 ( 2018-08-21 ) |
| 死亡 | 1994年4月17日(80歳) (1994年4月18日) |
| 母校 | |
| 知られている | |
| 受賞歴 | ノーベル生理学・医学賞(1981年) |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 神経心理学 |
| 論文 | ラットの前肢と後肢における神経の交差と筋肉の転位の機能的結果 (1941年) |
| 博士課程の指導教員 | ポール・A・ワイス |
| Webサイト | ロジャースペリー |
| 神経心理学 |
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ロジャー・ウォルコット・スペリー(1913年8月20日 - 1994年4月17日)は、アメリカの神経心理学者、神経生物学者、認知神経科学者であり、ノーベル賞受賞者でした。デイビッド・H・フーベル[ 1 ]およびトルステン・ニルス・ヴィーゼルとともに、分離脳研究の功績により1981年のノーベル医学賞を受賞しました。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8] [9 ] [ 10 ] [ 11 ] 2002年に出版された『一般心理学レビュー』の調査では、スペリーは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。[ 12 ]
スペリーはコネチカット州ハートフォードで、フランシス・ブッシュネルとフローレンス・クレーマー・スペリーの息子として生まれました。父親は銀行員で、母親はビジネススクールで学びました。彼は学業成績を重視する上流中流階級の家庭で育ちました。[ 13 ]ロジャーにはラッセル・ルーミスという兄弟がいました。父親はロジャーが11歳の時に亡くなりました。その後、母親は地元の高校の校長補佐になりました。
スペリーは、コネチカット州ウェストハートフォードのホール高校に進学し、そこでいくつかのスポーツでスター選手となり、学業成績も優秀でオーバリン大学への奨学金を獲得しました。オーバリンではバスケットボールチームのキャプテンを務め、野球、フットボール、陸上競技の代表チームにも参加しました。また、生計を立てるためにキャンパス内のカフェで働いていました。スペリーは、英文学を専攻していましたが、アメリカの心理学の父と呼ばれるウィリアム・ジェームズと一緒に働いていたR・H・ステットソン教授の心理学入門の授業を受講しました。この授業が、スペリーの脳とその変化に対する興味を掻き立てました。ステットソンには身体障害があり、移動が困難だったため、スペリーはステットソンが必要な場所に車で送迎して手伝いました。これにはステットソンを同僚とランチに連れて行くことも含まれていました。スペリーはテーブルの端に座って、ステットソンと同僚が研究やその他の心理学の関心について話し合うのを聞いていました。このことがスペリーの心理学への関心をさらに高め、オーバリン大学で英文学の学士号を取得した後、心理学の修士号を取得するために同大学に留まることを決意した。1935年に英文学の学士号、1937年に心理学の修士号を取得した。1941年にはシカゴ大学でポール・A・ワイスの指導の下、動物学の博士号を取得した。その後、スペリーはハーバード大学でカール・ラシュリーの指導の下、博士研究員として研究を行ったが、ほとんどの時間はフロリダ州オレンジパークのヤーキス霊長類研究センターでラシュリーと共に過ごした。[ 14 ]
1942年、スペリーは当時ハーバード大学の一部であったヤーキス霊長類生物学研究所で働き始めた。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た。彼は1946年に同大学を去り、シカゴ大学の助教授、後に准教授となった。1949年、通常の胸部レントゲン検査中に結核の兆候が見つかった。彼は治療のためニューヨーク州アディロナック山脈のサラナク湖に送られた。この間に彼は心と脳の概念を書き始め、それは1952年にアメリカン・サイエンティスト誌に初めて発表された。 [ 13 ] 1952年、彼は国立衛生研究所の神経疾患および失明部門の課長になり、フロリダ州コーラルゲーブルズの海洋生物学研究所でその年を終えた。スペリーは1952年にシカゴ大学に戻り、心理学の准教授になった。彼はシカゴ大学で終身在職権を与えられず、メリーランド州ベセスダに引っ越す予定だったが、国立衛生研究所の建設工事の遅れにより遅れた。この頃、友人のビクター・ヘップバーンが、シンポジウムで彼の研究について講演するようスペリーを招待した。シンポジウムの聴衆の中にはカリフォルニア工科大学の教授もおり、彼らはスペリーの講演を聞いて非常に感銘を受け、ヒクソン精神生物学教授の職を彼に提供した。[ 15 ] 1954年、彼はカリフォルニア工科大学(Caltech、ヒクソン精神生物学教授)の教授職を受け入れ、そこでジョセフ・ボーゲン医学博士やマイケル・ガザニガを含む多くの学生と共に彼の最も有名な実験を行った。
シカゴ大学で博士号を取得する間、ポール・ワイスの指導の下、スペリーはニューロンの特異性と脳の回路に興味を持ち、この2つのテーマに関する既存の概念に疑問を持ち始めました。彼はこの疑問に答えるために一連の実験を開始しました。スペリーはラットの脚の運動神経を交差させて、左の神経が右の脚を、右の神経が左の脚を制御するようにしました。次に、底に4つのセクションに分かれた電気グリッドが付いたケージにラットを入れました。ラットの各脚は、電気グリッドの4つのセクションのいずれかに配置されました。グリッドの特定のセクションにショックが与えられました。たとえば、ラットの左後ろ脚があるグリッドにはショックが与えられます。左足にショックが与えられるたびに、ラットは右足を上げ、右足にショックが与えられるたびに左足を上げました。スペリーは、ラットが間違った足を上げていることに気づくのにどのくらいの時間がかかるかを知りたかったのです。スペリーは繰り返しテストを行った結果、ラットが正しい足を上げることを学習しなかったことを発見し、一部の機能は単にハードワイヤードされており、再学習できないという結論に至った。スペリーの言葉を借りれば、「神経系の適応的な機能は起こらなかった」のである。[ 16 ]スペリーは、ハーバード大学とフロリダ州オレンジパークのヤーキス霊長類生物学研究所でカール・ラシュリーの指導の下、博士研究員として研究を続け、博士課程時代に始めたニューロンの特異性に関する研究を継続し、サンショウウオを用いた新たな一連の研究を開始した。視神経を切断し、眼を180度回転させた。問題は、再生後に視力が正常になるのか、それともサンショウウオは世界を永遠に「上下逆さま」で左右反転したものとして見続けるのか、ということだった。後者の場合、神経が何らかの形で元の終末点へと「誘導」されたことを意味する。正常な視覚(つまり、世界を「正しい向き」で「見る」こと)の回復は、再生中の神経が元の場所とは全く異なる新たな部位に終結したことを意味する。動物は、まるで世界が上下逆さまになり、右から左に反転したかのように反応した。さらに、どんなに訓練してもこの反応を変えることはできなかった。これらの研究は、「遺伝子制御下にある複雑な化学コード」(1963年)による神経誘導の強力な証拠を提供し、スペリーの化学親和性仮説(1951年)へと結実した。[ 15 ]
スペリーは後にカリフォルニア工科大学の評議員を務め、精神生物学の名誉教授も務めた。オーバリン大学のスペリー神経科学ビルは1990年に彼の名を冠して命名された。
彼はアメリカ解剖学会の会員であった。[ 17 ]
スペリーは生涯を通じて数々の賞を受賞しました。1972年のカリフォルニア年間最優秀科学者賞、1989年の米国科学賞、1979年のウルフ医学賞、1979年のアルバート・ラスカー医学研究賞、そして1981年にはデイビッド・H・フーベルとトルステン・N・ヴィーゼルと共にノーベル医学・生理学賞を共同受賞しました。この賞は、「分離脳」患者の研究によって授与されました。脳は左右の半球に分かれており、中央で脳梁と呼ばれる部分で繋がっています。「分離脳」患者は、てんかんを患っているため、脳梁が切断されています。てんかんは激しい発作を持続させる病気です。発作は片方の半球で始まり、もう片方の半球にまで続きます。脳梁を切断すると、発作が一方の脳半球からもう一方の脳半球に移動するのを防ぎ、その結果、発作が起きなくなるため、患者は継続的な発作に苦しむことなく、正常に機能できるようになります。
スペリーが「分割脳」研究に初めて興味を持ったのは、両眼伝達というテーマに取り組んでいた時だった。両眼伝達とは、「片方の目で問題の解き方を学習し、その目を覆い、もう片方の目を使うと、既に問題の解き方が分かっている」という状態である。[ 15 ]スペリーは「片方の目で学習した内容が、もう片方の目を使うことでどのように現れるのか?」という疑問を抱いた。[ 16 ]スペリーは猫の目の神経を切断し、左目が左半球に、右目が右半球に繋がるようにした。また、脳梁も切断した。そして、猫は右目を覆った状態で三角形と正方形を区別するように教えられた。[ 15 ]次に、猫は左目を覆った状態で同じ問題を提示された。猫は右目で何を学習したのか全く分からず、このため正方形と三角形を区別するように教えることができた。どちらの目が覆われているかによって、猫は正方形と三角形、あるいは三角形と正方形を区別することができ、左脳と右脳がそれぞれ異なる出来事を学習・記憶していることが明らかになりました。このことからスペリーは、脳梁でつながっていない場合、左脳と右脳は別々に機能していると考えました。
スペリーが「分離脳」の猫を用いて行った研究は、脳梁の切断がてんかん患者にとって非常に効果的な治療法であることの発見につながりました。患者が手術から回復した当初、手術が行動や機能に変化をもたらした兆候は見られませんでした。この観察から、次のような疑問が生じました。手術が患者の通常の機能に全く影響を与えないのであれば、脳梁の目的は何なのでしょうか?カール・ラシュリーが冗談めかして言ったように、脳梁は単に脳の両側が機能不全に陥るのを防ぐためだけにあるのでしょうか?スペリーは、「分離脳」の患者を対象に、手術が患者の機能に変化をもたらすかどうかを判断するための一連の検査を開発するよう依頼されました。
大学院生のマイケル・ガザニガと共同で、スペリーは「分離脳」患者数名に、手術が彼らの機能にどのような影響を与えたかを調べるための研究への参加を募りました。これらの検査は、患者の言語能力、視覚能力、運動能力を検査するために設計されました。人が左視野(体の左側)で何かを見ると、その情報は脳の右半球に伝わり、その逆も同様です。最初の一連の検査では、スペリーは単語を左視野または右視野のいずれかに短時間提示しました。単語が右視野に提示された場合、つまり左半球で処理される場合、患者は単語を見たと報告しました。単語が左視野に提示された場合、つまり右半球で処理される場合、患者は単語を見たと報告しませんでした。このことから、スペリーは脳の左側だけが言語を明瞭に表現できると考えました。しかし、その後の実験で、スペリーは右半球にも言語能力がある程度備わっていることを発見しました。この実験では、彼は患者たちに、物がいっぱい入ったトレイを仕切りの下に置き、患者からは物が見えないようにして、その中に左手を入れてもらいました。すると、患者の左視野に単語が示され、脳の右側で処理されました。この単語はトレイにある物の一つを表していたので、患者の左手はその単語に対応する物を拾いました。被験者にその単語と手の中の物について質問すると、彼らはその単語を見ていないし、なぜその物を持っているのかも分からないと主張しました。脳の右側は単語を認識し、左手に拾うように指示しましたが、脳の右側は話すことができず、脳の左側は単語を見ていなかったため、患者は見たものをはっきりと表現できませんでした。
スペリーは、左右の脳半球における言語の側性化をさらに調べる一連の実験で、「分離脳」患者の左視野に一つの物体、右視野に別の物体を提示しました。患者の左手を仕切りの下に置き、示されたものを左手で描くように指示しました。患者は左視野で見たものを描きましたが、描いた内容は右視野に示されたものと同じであると説明されました。これらの実験により、脳梁が切断されると左半球と右半球のつながりが断たれ、相互のコミュニケーションが不可能になることが証明されました。相互にコミュニケーションが取れないだけでなく、脳梁がつながっていないため、片方の半球はもう片方の半球の存在すら認識できません。実験室の外でも、このことは患者から「左手でシャツのボタンを外しているときに、右手がそれに合わせて動き、ボタンを掛け直す」という報告が寄せられました。[ 18 ]これらの実験は、多くの人々に様々な形で利益をもたらした。
彼の言葉によれば、それぞれの半球は次のようになります。
確かに、それ自体が意識的なシステムであり、知覚、思考、記憶、推論、意志、感情など、すべて人間の特徴的なレベルで行われ、左脳と右脳の両方が、並行して進行する異なる、時には互いに矛盾する精神的経験において同時に意識している可能性がある。
— ロジャー・ウォルコット・スペリー、1974年
この研究は、脳機能の側性化の理解に大きく貢献しました。1989年には、スペリーはアメリカ国家科学賞を受賞しました。その後、1993年には、APA(アメリカ心理学会)から生涯功労賞を受賞しました。
脳の左右対称機能の確立への貢献に加え、スペリーは「化学親和性仮説」でも知られています。この仮説は、脳内で正確な神経配線図がどのように確立されるかに関する検証可能な仮説の形成に影響を与えただけでなく、仮説自体も多数の実験によって検証されています。
脳の細胞と繊維は、細胞化学的な性質を持つ、ある種の個体識別タグを帯びているはずであり、それによって多くの領域で、単一ニューロンのレベルまで、ほぼ互いに区別されている。
— ロジャー・ウォルコット・スペリー[ 19 ]
2009年のサイエンス誌のレビュー記事には、「網膜ニューロンと脳内の標的細胞上のこのような識別タグの勾配が、発達中の網膜軸索の数百万本の秩序だった投射を協調的に誘導すると彼は示唆した。この考えは、脊椎動物の視覚系の発達を導くものを含む、軸索誘導分子の同定と遺伝子解析によって裏付けられた。」と記されている。これは、1970年代にマーシャル・W・ニーレンバーグによるニワトリの網膜に関する研究、そして後にショウジョウバエの幼虫に関する研究によって裏付けられた。[ 20 ]
スペリーが行った実験は、「ターンアラウンド」とも呼ばれる4つの主要なアイデア、すなわち等電位性、分割脳研究、神経再生と可塑性、意識の心理学に焦点を当てていました。[ 21 ]
1949年、スペリーはノーマ・ゲイ・デュプリーと結婚した。二人の間にはグレン・マイケルという息子とジャネス・ホープという娘が生まれた。[ 13 ]スペリーは物静かで思慮深く、飽くなき好奇心を持つ謙虚な人だった。1994年に筋萎縮性側索硬化症(ALS)で亡くなるまで、彼は研究、質問、学習を決してやめなかった。スペリーはオフィスで机に足を乗せ、ノートに走り書きをしたり、考えにふけったりしている姿がよく見られた。熱心な古生物学者でもあり、自宅には膨大な化石コレクションを飾っていた。また、彼は非常に才能のある彫刻家、画家、陶芸家でもあった。妻子と共にバハ・カリフォルニアでキャンプや釣りを楽しむことを楽しんでいた。[ 15 ]
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