Roger Wolcott Sperry: neuroscienziato Nobel e pioniere dello split-brain
Roger Wolcott Sperry: neuroscienziato premio Nobel e pioniere dello split-brain. Scopri le sue rivoluzionarie scoperte su emisferi cerebrali e coscienza.
Roger Wolcott Sperry (20 agosto 1913 - 17 aprile 1994) è stato un neurobiologo americano e premio Nobel. Nato nel Connecticut, Sperry dedicò gran parte della sua carriera allo studio dell'organizzazione funzionale del cervello e dello sviluppo delle connessioni neurali. Dopo gli studi iniziali e il dottorato, lavorò in diverse istituzioni accademiche e svolse una parte importante della sua attività di ricerca alla California Institute of Technology, dove approfondì temi che avrebbero avuto grande impatto sulla neuroscienza e sulla psicologia.
Ha condiviso il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina del 1981 con David Hubel e Torsten Wiesel per scoperte fondamentali relative alla specializzazione funzionale degli emisferi cerebrali e all'organizzazione corticale sensoriale. Nel 1989, Sperry ha ricevuto anche la Medaglia Nazionale della Scienza, riconoscimento per l'importanza e l'influenza dei suoi contributi scientifici.
Contesto e ipotesi iniziali
Prima degli esperimenti di Sperry, alcune ricerche suggerivano che le aree della corteccia cerebrale fossero in gran parte intercambiabili e che fosse possibile un ampio grado di riorganizzazione funzionale. Sperry dimostrò, invece, che molti circuiti cerebrali, una volta sviluppati, sono in gran parte "cablati": ossia che tendono ad essere specializzati per funzioni specifiche e che la loro organizzazione è determinata durante lo sviluppo.
Ricerca sul "split-brain" e metodologia
Il lavoro di Sperry è celebre per gli esperimenti sul cosiddetto "split-brain". Nel suo studio premiato con il Nobel, Sperry analizzò pazienti che si erano sottoposti a un'operazione sviluppata nel 1940 da William Van Wagenen, un neurochirurgo di Rochester, NY. L'intervento, progettato per trattare persone con gravi crisi epilettiche (tipo grand mal), prevedeva la sezione del corpo calloso, la principale fibra di collegamento che trasferisce segnali tra emisfero destro e sinistro.
Sperry e i suoi collaboratori sottoposero questi pazienti a una serie di test sensoriali e comportamentali progettati per stimolare un solo emisfero alla volta. Tra le procedure più utilizzate ci furono:
- presentazione di parole o immagini in uno solo dei campi visivi (destro o sinistro), in modo che l'informazione raggiungesse prevalentemente un solo emisfero;
- uso di compiti tattili con le mani, per verificare se un oggetto toccato con la mano sinistra (controllata dall'emisfero destro) poteva essere riconosciuto o nominato;
- osservazione delle risposte motorie e verbali per rilevare dissociazioni tra comprensione e capacità di esprimere verbalmente l'informazione.
Risultati principali
Le prove ottenute mostrarono che le due metà del cervello possono funzionare, in certa misura, come sistemi separati di elaborazione dell'informazione e che ciascun emisfero può possedere forme proprie di percezione, memoria e capacità decisionali. In particolare, Sperry evidenziò che:
- l'emisfero sinistro è spesso specializzato nei processi linguistici e nella produzione verbale;
- l'emisfero destro tende ad essere dominante nelle abilità spaziali, nella percezione visuo-costruzionale e nel riconoscimento di forme e volti;
- a causa della separazione del corpo calloso, informazioni presentate a un emisfero non potevano essere comunicate all'altro, producendo dissociazioni evidenti nelle risposte verbali e non verbali.
infatti un sistema cosciente a sé stante, che percepisce, pensa, ricorda, ragiona, vuole ed emoziona, il tutto a un livello tipicamente umano, e... sia l'emisfero destro che quello sinistro possono essere coscienti contemporaneamente in esperienze mentali diverse, anche in conflitto tra loro, che procedono in parallelo
-Roger Wolcott Sperry, 1974
Questa interpretazione contribuì a ridefinire il concetto di lateralizzazione cerebrale: invece di vedere il cervello come un organo totalmente integrato con funzione uniforme, emerse l'idea di specializzazioni emisferiche complementari che lavorano normalmente in stretta comunicazione attraverso il corpo calloso.
Altre ricerche e ipotesi sullo sviluppo
Oltre agli studi sul "split-brain", Sperry propose importanti idee sullo sviluppo delle connessioni neurali. Tra queste, l'ipotesi di chemoaffinità (che propone meccanismi chimici guidati per il corretto instradamento degli assoni durante lo sviluppo) fornì un quadro teorico sul modo in cui i neuroni trovano i loro bersagli precisi nel cervello in crescita. Queste idee influenzarono la ricerca sul wiring neurale, sulla rigenerazione e sulla plasticità durante lo sviluppo.
Limiti, variabilità e impatto
È importante notare che la lateralizzazione non è assoluta: esistono differenze individuali, e molte funzioni cognitive coinvolgono entrambe le aree corticali che normalmente cooperano. I pazienti "split-brain" offrono una finestra privilegiata per osservare cosa accade quando il canale di comunicazione principale viene rimosso, ma tali condizioni sono rare e i risultati non implicano che nella persona normale i due emisferi agiscano completamente indipendenti.
L'eredità scientifica di Sperry è ampia: i suoi studi hanno influenzato neuroscienze, psicologia cognitiva, neuropsicologia clinica e riflessioni filosofiche sulla coscienza. Le sue scoperte hanno avuto applicazioni pratiche nella comprensione e nel trattamento dell'epilessia, nella riabilitazione neuropsicologica e nella ricerca sui meccanismi dello sviluppo cerebrale.
Roger W. Sperry morì il 17 aprile 1994, lasciando un contributo duraturo alla comprensione della struttura funzionale del cervello e alla nozione che, pur essendo fortemente integrato, il cervello umano è composto da sistemi con specializzazioni distinte che cooperano per produrre comportamento e coscienza.
Domande e risposte
D: Chi era Roger Wolcott Sperry?
R: Roger Wolcott Sperry era un neurobiologo americano e vincitore del Premio Nobel.
D: Cosa indicavano le prove della ricerca prima degli esperimenti di Sperry?
R: Prima degli esperimenti di Sperry, alcune prove di ricerca sembravano indicare che le aree della corteccia cerebrale erano ampiamente intercambiabili.
D: Che cosa ha dimostrato Sperry nei suoi primi esperimenti?
R: Nei suoi primi esperimenti, Sperry ha dimostrato che dopo lo sviluppo precoce, i circuiti del cervello sono in gran parte cablati. Cioè, sono impostati con una funzione particolare.
D: Quale tipo di intervento chirurgico è stato sviluppato da William Van Wagenen nel 1940?
R: L'intervento chirurgico sviluppato da William Van Wagenen nel 1940 è stato progettato per trattare gli epilettici con crisi epilettiche di grande male e ha reciso (tagliato) il corpo calloso, l'area del cervello utilizzata per trasferire i segnali tra l'emisfero destro e quello sinistro.
D: Come ha fatto Sperry a dimostrare che ogni emisfero può contenere la coscienza?
R: Per dimostrare che ogni emisfero può contenere la coscienza, Sperry ha testato dieci pazienti che avevano subito questa operazione con compiti che erano noti per essere dipendenti da specifici emisferi del cervello.
D: Quali attività possono essere svolte solo utilizzando un lato del cervello o un altro?
R: Alcune attività, come dare un nome agli oggetti o mettere insieme dei blocchi in un modo particolare, possono essere svolte solo utilizzando un lato del cervello o un altro. Sembra che l'emisfero sinistro sia solitamente specializzato nei processi linguistici e che il destro sia dominante nei compiti di costruzione visiva.
Cerca nell'enciclopedia