Roger Wolcott Sperry

Hayatı

Sperry, Hartford, Connecticut'ta Francis Bushnell ve Florence Kraemer Sperry'nin oğlu olarak dünyaya geldi. Sadece bir erkek kardeşi (Russell Loomis) vardı. Babaları, Sperry 11 yaşındayken öldü. Sperry lisans eğitimini Oberlin College'da İngilizce üzerine (1935), master eğitimini de aynı okulda psikoloji (1937) üzerine yaptı. Doktorasını ise Chicago Üniversitesi'nden 1941'de aldı. Daha sonra Sperry, doktora sonrası (post doktora) çalışmalarına Karl Lashley ile birlikte Harvard Üniversitesi'nde devam etti.
1949 yılında, Norma Gay Deupree ile evlendi. Bir oğulları (Glenn Michael) ve bir kızları (Janet Hope) oldu.

Çalışmaları

Sperry'nin 10 yıldan fazla vaktini alan ilk önemli bilimsel çalışması, Chicago Üniversitesi'nde kendi hocası Paul Weiss tarafından geliştirilen ve yaygın şekilde kabul gören bir teoriyi çürütmek oldu. Bu teoriye göre, duyu organları ve kaslar arasındaki bağlantıyı sağlayan sinir ağı, başta birbirlerine rastgele bağlı sinir liflerinden oluşan, değişime uğramamış ve özelleşmemiş bir ağ iken, daha sonra deneyimlerin ve öğrenmenin etkisiyle yüksek derecede eşgüdümlü ve amaca özel hizmet eden bir sisteme dönüşüyordu. Uyarlanabilirlik (ing. plasticity) ve işlevlerin birbiri yerine kullanılabilirliği, bu teorinin anahtar fikirleriydi. Weiss bu teoriyi, son derece dikkatle yürüttüğü deneysel çalışmaların üzerine oluşturmuş, fakat elindeki verileri yanlış yorumlamıştı.
Daha sonraları ünlü olacak bir dizi deneyle Sperry, gerçekte olan bitenin Weiss'in teorisinde hayal edilenin tam tersi olduğunu gösterdi. Beyindeki devreler, birbiri yerine kullanılabilir benzer bölümlerden oluşmak yerine, kimyasal yapısı ve işlevi embriyonun gelişimi sırasında belirlenmiş (etiketlenmiş) sinir hücrelerinden oluşan, sınırları kesin olarak çizilmiş bir yapıya sahiptir. Bu etiketleme bir kere yapıldıktan sonra o hücrenin işlevi bellidir ve daha sonra değiştirilemez.
Nobel Ödülü almasını sağlayan çalışmasında ise Sperry, epilepsi hastalarını tedavi etmek amacıyla, beyinin sağ ve sol yarımküreleri arasındaki iletişimi sağlayan yapı olan corpus callosumu kesti. Sperry ve çalışma arkadaşları daha sonra bu hastalardan, beynin sadece belli bir yarımküresi tarafından yapıldığı bilinen işleri yapmalarını istediler. Sonuçta, corpus callosumu kesilmiş bu hastaların beyinlerinin sağ ve sol yarımkürelerinin birbirinden bağımsız olarak bilinç sahibi olduğunu gördüler. Bu araştırma, beyin işlevlerinin yanallaştırılması (ing. lateralization of brain function) anlayışının gelişmesini sağladı.

Deneyler

Sperry'nin, hocasının teorisini çürüttüğü radikal sonuçlara varmasını sağlayan deneyleri kurbağa, balık, semender, maymun gibi pek çok hayvan türüne uygulanan cerrahi prosedürleri içeriyordu. Sperry, sinirler arasındaki bağlantılar yeniden düzenlendiği zaman -örneğin, bir sıçanın sol ayağını uyaran duyu sinirlerinin hayvanın sağ tarafına yönlendirilmesi gibi-, hayvanda normalden farklı tepkiler gözleniyordu ve bu tepkiler hiçbir zaman eski ve normal haline dönmüyordu. Sıçan örneğinde, sağ ayağın uyarılması, hayvanın sol ayağını oynatmasına sebep oluyordu ve hiçbir deneyim, ne kadar yoğun olsa ve sık tekrarlansa da, bu tepkinin değişmesini sağlayamıyordu.
Balık, kurbağa ve semenderlerle yapılan deneylerde (bu hayvanlar yüksek rejenerasyon yeteneklerinden dolayı seçilmişlerdi) Sperry her bir sinir lifinin (ki her biri aslında ayrı bir sinir hücresidir) kimyasal olarak birbirinden farklı davrandıklarını gösterdi. Optik sinirleri zedelenmiş ve daha sonra rejenere olmaya bırakılmış bir hayvanda, her bir optik siniri oluşturan binlerce sinir lifinin, beyine doğru yeniden büyüdüğü ve daha öncekinin aynısı olan bağlantıları oluşturduklarını gördü. Hayvan bu sayede, sanki optik sinirleri hiç zedelenmemiş gibi yeniden görmeye başlamıştı. Sinir devrelerinde uyumlu bir yeniden düzenleme (ing. adaptive reorganization) olmadığının kanıtı ise, optik siniri zedelenen bir gözün, aynı zamanda göz yuvasında döndürüldüğünde, rejenerasyon sonrası gördüklerinin başaşağı olmasıydı. Bunların da ötesinde, sinirleri çapraz bağlanan sıçanda olduğu gibi, hiçbir deneyim ve hayvanı yeniden eğitme denemeleri düzgün görüş sağlamamıştı: hayvan istisnasız olarak, sağ tarafında bir solucan gördüğünde, onu yakalamak için sol tarafa saldırıyordu.
Beyindeki devrelerin embriyonun erken gelişimi sırasında belirlendiği düşüncesi pek çok başka bulguyla da desteklenmiştir. Bu çalışmalar "akson rehberliği" (ing. axonal guidance) adı verilen yeni bir araştırma alanının doğmasını sağladı. Sperry'nin, her bir sinir hücresinin kimyasal öznelliği bulgusu, modern moleküler metotlarla da doğrulandı. Bu sonuç, nörocerrahiden evrim ve gelişim biyolojisine, ve hatta sosyopolitik konulara kadar, pek çok seviyede çeşitli anlamlarla yüklü bir sonuçtu. Örneğin, elbette öğrenme kapasitesi belli bir sinirsel uyarlanabilirliğe (ing. neural plasticity) işaret ediyor. Fakat Sperry'nin gün ışığına çıkardığı, beynin temel determinizmi ile öğrenmenin hücresel ve kimyasal seviyede hangi öğelerden oluştuğu sorusuna cevap verilebilir mi? Sperry'nin bulguları üzerine sorulan bu ve bunun gibi sorulara günümüzde hala kesin cevaplar aranmaktadır.
Nörobilim dünyasına büyük katkılar sağlamakla birlikte, Sperry'e Nobel Ödülünü kazandıran çalışmalar bunlar değildi. Sperry ve öğrencileri eğer beynin iki yarımküresi, corpus callosum (iki yarımküreyi birbirine bağlayan büyük sinir bandı) kesilmek suretiyle birbirininden ayrılırsa, yarımküreler arasındaki bilgi iletiminin sona erdiğini ve aynı bireyde, işlevsel olarak birbirinden bağımsız iki ayrı beynin varlığının söz konusu olduğunu gösterdiler. Bu bulgular, corpus callosumun kesilmesinin belirgin hiçbir davranışsal etki yaratmadığı yönünde olan (ve yine bir takım bulguların yanlış yorumlanması sonucu ortaya çıkan) genel inanışı çürüttü. Olası açıklama, iki yarımkürenin her ne kadar birbirlerinden ayrılmış olsalar da, genel olarak ortak bir karar içinde olmaları ve bu sayede de açık seçik bir anlaşmazlığın ortaya çıkmaması. Bununla birlikte Sperry ve grubu, yaptıkları dahiyane testlerle, bölünmüş beyin operasyonunu takiben davranış farklılıklarının gösterilebileceğini kanıtladılar.
Sperry araştırmalarına kedi ve maymunlarla başladı fakat daha sonra, epilepsiyi kontrol altına alabilmek için beyin yarımküreleri cerrahi müdahale ile birbirinden ayrılarak tedavi edilmiş hastalarla çalışmalarına devam etti. Her iki yarımkürede bilinçli birer zihnin varolduğunu bu hastalarla gösterdi. Konuşma ile ilgili işlevleri yürüttüğü bilinen sol beyin, dil, aritmetik ve analizi içeren her türlü etkinlikte baskındır. Sağ beyin ise "sessiz" ve sadece basit toplamaları yapabilme yetisine sahip olduğu halde, mekansal algılama - haritaların anlaşılması gibi- ya da insanların yüzlerini tanıma gibi konularda  sol beyine baskındır. Söz konusu hastalar incelenene kadar, sağ yarımkürenin bilinçli olduğundan bile şüphe ediliyordu. Sperry, sağ lob ile iletişim kurmayı sağlayan yollar tasarlayarak, sağ yarımkürenin düşünülenin aksine kendi içinde bilinçli, düşünen, algılayan, hatırlayan, sorgulayan, isteyen, hisseden bir sistem olduğunu ve hem sağ hem de sol yarımkürelerin aynı anda bilinçli olabileceğini gösterdi.
Çifte bilincin keşfini sağlayan bu bölünmüş beyin deneyleri, beyin araştırmalarında, yeni yeni alanların açılmasına ve günümüzde bu konuların biyologlar ve elbette filozoflar tarafından çalışılmasına olanak sağladı.