Roger Wolcott Sperry Kimdir?

Roger Wolcott Sperry kimdir, insanlığa neler katmıştır?  20. yüzyılın en etkili sinirbilimcilerinden biri, beynin iki yarım küresinin farklı işlevlere sahip olduğunu keşfeden “bölünmüş beyin” (split-brain) araştırmalarının öncüsü ve 1981 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’ne layık görülmüş Amerikalı bir nöro-biyologdur.

Sperry, insan beyninde sol yarımkürenin dil ve analitik düşünmede, sağ yarımkürenin ise uzamsal algı ve bütünsel işlemlerde baskın olduğunu deneysel olarak kanıtlamıştır. Onun çalışmaları, nöropsikolojinin temelini atmış, nörolojik hastalıkların anlaşılmasında ve tedavisinde devrim yaratmıştır. Bu yazıda, Connecticut’tan Kaliforniya’ya uzanan bu bilimsel yolculuğu, Sperry’nin devrim niteliğindeki keşiflerini ve insanlığa bıraktığı mirası detaylıca inceleyeceğiz.

Roger Wolcott Sperry Biyografisi

Roger Wolcott Sperry, 20 Ağustos 1913’te ABD’nin Connecticut eyaletine bağlı Hartford şehrinde dünyaya geldi. Babası Francis Bushnell Sperry, bankacılık sektöründe çalışıyordu. Annesi Florence Kraemer Sperry ise ev hanımıydı. Roger henüz 11 yaşındayken babasını kaybetti; bu erken kaybın ardından annesi, aileyi West Hartford’a taşıdı ve bir lisede müdür yardımcısı olarak çalışmaya başladı.

Sperry, çocukluk yıllarını Hartford yakınlarındaki bir çiftlikte geçirdi. Hall High School’da öğrenim gördüğü dönemde akademik yeteneğinin yanı sıra sportif başarılarıyla da dikkat çekti; cirit atmada eyalet rekoru kırdı. Sperry, lise yıllarında paleontolojiye (fosil bilimi) karşı derin bir merak duydu. Boş zamanlarında resim yapar, heykel ve seramik çalışmaları yapardı. Ailesinin maddi durumu, onun üniversite eğitimini bir bursla sürdürmesini zorunlu kılıyordu.

Sperry, Oberlin Koleji’ne tam burslu olarak kabul edildi (Amos C. Miller Bursu). Burada basketbol takımının kaptanlığını yaptı ve spordaki başarısını sürdürdü. Sperry’nin asıl dönüm noktası, üniversitede psikoloji alanında verilen bir giriş dersi oldu. Ders, R.H. Stetson tarafından veriliyordu ve Stetson, Harvard Üniversitesi’nde William James ile çalışmış, konuşma fizyolojisi alanında önde gelen bir otoriteydi. Sperry, bu dersin ilk gününde not defterinin ilk sayfasına şu iki soruyu yazdı: “Davranış nereden gelir? Bilincin amacı nedir?” Bu sorular, onun hayatı boyunca yanıtını arayacağı temel problemler oldu.

Roger Wolcott Sperry’nin Eğitimi

Sperry, üniversite eğitimine İngiliz edebiyatı alanında başladı ve 1935 yılında Oberlin Koleji’nden Bachelor of Arts (B.A.) derecesiyle mezun oldu. Ancak psikolojiye olan ilgisi ağır bastı ve aynı üniversitede psikoloji alanında yüksek lisans yapmaya karar verdi. 1937 yılında Oberlin Koleji’nden Master of Arts (M.A.) derecesini aldı. Stetson’un yanında geçirdiği bu yıllar, ona teori ve felsefe alanında derin bir altyapı kazandırdı.

Sperry, doktora eğitimi için Chicago Üniversitesi’ne geçti. Burada, dönemin önde gelen nörobiyologlarından Paul A. Weiss’in yanında çalışma fırsatı buldu. Chicago Üniversitesi’ndeki diğer hocaları arasında genetikçi Sewall Wright, fizyolog Ajax Carlson, nörofizyolog R.W. Gerard, psikolog Heinrich Klüver ve nörolog Bartelmez gibi isimler vardı. Sperry, 1941 yılında zooloji alanında Doctor of Philosophy (Ph.D.) derecesini tamamladı. Doktora tezi, sinir ve kasların cerrahi olarak yer değiştirilmesinin ardından yeniden öğrenme üzerineydi ve bu çalışma, merkezi sinir sistemi plastisitesi konusunda dönemin hakim doktrininde temel bir düzeltme sağladı.

Roger Wolcott Sperry’nin Çalışmaları

Doktorasının ardından Sperry, 1941-1942 yılları arasında Ulusal Araştırma Konseyi Bursu (National Research Council Fellowship) ile Harvard Üniversitesi’nde Karl Lashley’nin laboratuvarında çalıştı. Lashley, öğrenme ve hafızanın beyin mekanizmaları üzerine çalışan ünlü bir psikologdu. Sperry, Lashley’nin yanında beyin bağlantılarının seçici büyümesi üzerine çalışmalara başladı.

Bir yılın ardından Sperry, Lashley ile birlikte Florida, Orange Park’taki Yerkes Primat Biyolojisi Laboratuvarı’na (Yerkes Laboratories of Primate Biology) araştırmacı olarak taşındı. Florida’daki bu nispeten izole istasyon, Donald Hebb, Austin Riesen, Henry Nissen ve diğer birçok araştırmacıya ev sahipliği yapıyordu. Sperry burada, sinir yaralanmalarının cerrahi onarımı üzerine bir OSRD Tıbbi Araştırma Projesi’nde (OSRD Medical Research Project on Nerve Injuries, 1942-1945) yer aldı.

Bu dönemde Sperry, sinir sistemi gelişimi ve rejenerasyonu hakkındaki hakim görüşlere meydan okumaya başladı. O dönemde, gelişmekte olan sinir sisteminin rastgele, dağınık ve deneyimle şekillenen esnek bir ağ olduğu düşünülüyordu. Sperry, bu görüşün aksine, sinir bağlantılarının son derece spesifik ve önceden belirlenmiş olduğunu savundu.

Kimyasal Afinite Hipotezi

Sperry’nin erken dönemdeki en önemli katkılarından biri, Kimyasal Afinite Hipotezi (Chemoaffinity Hypothesis) olarak bilinen teoridir. Bu hipotez, sinir hücrelerinin (nöronlar) uzantıları olan aksonların, hedef hücrelerine özel kimyasal belirteçler (etiketler) sayesinde yön bulduğunu ve doğru bağlantıyı kurduğunu öne sürüyordu.

Sperry, bu hipotezi semenderler ve kurbağalar üzerinde yaptığı zarif deneylerle test etti. Semenderlerde, kesilen optik sinirin (gözden beyne giden sinir) rejenere olduğunu biliyordu. Sperry, semenderin gözünü çıkardı, 180 derece döndürdü ve tekrar yerine yerleştirdi. Göz iyileştikten sonra, hayvanın görme davranışını gözlemledi. Normalde bir sineğe doğru hamle yapan semender, bu operasyondan sonra tam tersi yöne, yani sineğin olduğu yerin tam zıttına hamle yapıyordu. Yani semender, görsel alanı baş aşağı ve ters görüyordu.

Bu deney, rejenere olan sinir liflerinin, göz döndürülmüş olmasına rağmen, beyindeki orijinal bağlantı noktalarını bulduğunu gösteriyordu. Lifler, rastgele veya deneyime dayalı olarak değil, önceden belirlenmiş kimyasal “izler” sayesinde doğru hedeflerine ulaşıyordu. Kimyasal afinite hipotezi, gelişimsel sinirbilimin temel taşlarından biri haline gelmiş ve akson rehberliği araştırmalarının önünü açmıştır.

Sperry, 1946 yılında Chicago Üniversitesi’ne anatomi bölümünde yardımcı doçent olarak döndü. 1952 yılında ise Ulusal Nörolojik Hastalıklar ve Körlük Enstitüsü’nde (National Institute of Neurological Diseases and Blindness) şef olarak görev yaptı ve aynı zamanda Chicago Üniversitesi’nde psikoloji doçenti oldu. Bu dönemde, araştırmalarının odağını giderek “korpus kallosum” adlı yapıya çevirdi.

Korpus kallosum, beynin sağ ve sol yarımkürelerini birbirine bağlayan devasa bir sinir demetidir. Sperry, bu yapının işlevini merak ediyordu. Eğer bağlantı kesilirse ne olur? Sperry, kediler ve maymunlar üzerinde korpus kallosum’u cerrahi olarak keserek (bölünmüş beyin) deneyler yapmaya başladı.

Beklentisinin aksine, bölünmüş beyinli hayvanlar günlük davranışlarında neredeyse hiçbir anormallik göstermiyordu. Ancak Sperry daha sofistike testler tasarladığında, hayvanların adeta iki ayrı beyne sahip olduğunu keşfetti. Örneğin, bir maymunun bir gözü kapatıldığında öğrendiği bir görsel ayrımı (örneğin kareyi daireden ayırt etmeyi), diğer gözü açılıp öğrenen göz kapatıldığında yeniden öğrenmek zorunda kalıyordu. Her bir yarımküre, diğerinin ne öğrendiğinden habersizdi. Bu bulgular, korpus kallosum’un iki yarımküre arasında bilgi alışverişi sağlayan temel bir köprü olduğunu kanıtlıyordu.

İnsanlarda Bölünmüş Beyin

Sperry’nin en büyük başarısı, insanlarda yaptığı bölünmüş beyin (split-brain) deneyleridir. 1950’lerin sonlarında ve 1960’larda, şiddetli epilepsi (sara) hastalarında, nöbetlerin bir yarımküreden diğerine yayılmasını önlemek için korpus kallosum’un cerrahi olarak kesildiği bir tedavi yöntemi uygulanıyordu. Sperry, nörolog Joseph Bogen ve psikolog Michael Gazzaniga ile iş birliği yaparak bu hastaları inceleme fırsatı buldu.

Sperry’nin deneyleri son derece yaratıcıydı. Görsel bilgilerin, görme alanının sağ yarısı sol yarımküreye, sol yarısı ise sağ yarımküreye gönderildiğini kullanarak (optik kiazma kesilmişti), hastalara bir ekranın sol veya sağ tarafına çok kısa süreliğine görüntüler gösterdi. İşte çarpıcı sonuçlar:

1. Dil ve Konuşma:Ekranın sağ tarafına (sol yarımküreye) bir nesne resmi (örneğin bir “bardak”) gösterildiğinde, hasta bunu rahatlıkla söyleyebiliyordu. Ancak aynı resim ekranın sol tarafına (sağ yarımküreye) gösterildiğinde, hasta “Hiçbir şey görmedim” diyordu. Bu, dil ve konuşma merkezlerinin çoğu insanda sol yarımküredeyer aldığını gösteriyordu.
2. Sağ Yarımkürenin Yetenekleri:Ancak Sperry, sağ yarımkürenin tamamen “sessiz” olmadığını keşfetti. Sol taraftan bir nesne gösterilip hasta sözlü olarak tanımlayamasa da, sol elini(sağ yarımküre tarafından kontrol edilir) kullanarak gösterilen nesneyi bir grup içinden doğru bir şekilde seçebiliyor ya da gözleri kapalıyken o nesneyi çizebiliyordu. Sağ yarımküre, dili üretemese de, dilsel girdiyi anlayabiliyor ve görsel-uzamsal görevlerde (örneğin bir yapbozu tamamlama, bir haritayı okuma) sol yarımküreden daha başarılıydı.
3. Duygusal ve Bütünsel İşleme:Sağ yarımkürenin ayrıca müzik, duygu tanıma, yüz tanıma ve metaforik anlam gibi bütünsel ve duygusal işlemlerde de özel olduğu bulundu. Örneğin, sol görme alanına (sağ yarımküre) gösterilen çıplak bir vücut resmi, hastada kıkırdama veya utanma gibi duygusal tepkiler oluştururken, hasta neden güldüğünü sözlü olarak açıklayamıyordu.

Bu deneyler, beynin iki yarımküresinin farklı görevlerde uzmanlaştığını, yani hemisferik lateralizasyon (beyin yarımkürelerinin işlevsel uzmanlaşması) ilkesini deneysel olarak kanıtlamıştır. Sperry, bu çalışmalarla birlikte, aynı kafatasının içinde aslında iki farklı bilinç ve biliş sisteminin bulunduğunu ve bunların ancak korpus kallosum aracılığıyla bütünleştiğini ortaya koymuştur.

1981 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü

1981 yılı, Roger Wolcott Sperry’nin kariyerinin zirvesini temsil ediyordu. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nün yarısını “beyin yarımkürelerinin işlevsel uzmanlaşmasına ilişkin keşifleri nedeniyle” Roger W. Sperry’e verdi. Ödülün diğer yarısı ise görsel sistemdeki bilgi işleme süreçlerine yaptıkları katkılardan dolayı David H. Hubel ve Torsten N. Wiesel arasında paylaştırıldı.

Sperry, bu ödülü alırken sadece bölünmüş beyin çalışmaları değil, aynı zamanda kimyasal afinite hipotezi ve sinir rejenerasyonu alanındaki öncü çalışmaları da ödüllendirilmiş oldu. Onun aldığı diğer önemli ödüller ve onurlar arasında şunlar bulunmaktadır:

• Ulusal Bilimler Akademisi Üyeliği(1960)
• Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi Üyeliği(1963)
• Howard Crosby Warren Madalyası(1969)
• APA Üstün Bilimsel Katkı Ödülü(1971)
• Passano Tıp Bilimi Ödülü(1973)
• Karl Lashley Ödülü(1976)
• Kraliyet Cemiyeti Yabancı Üyeliği(1976)
• Papalık Bilimler Akademisi Üyeliği(1978)
• Wolf Tıp Ödülü(1979)
• Albert Lasker Temel Tıbbi Araştırma Ödülü(1979)
• Ulusal Bilim Madalyası(1989)

Sperry’nin Bilimsel Metodolojisi

Sperry, bilimsel yaklaşımıyla döneminin birçok nörobilimcisinden ayrılıyordu. Onun yöntemi, basitlik ve açıklık ile karakterize ediliyordu. Karmaşık davranışları anlamak için son derece kontrollü, minimalist deneyler tasarlıyordu. Hayvan modelleri (semender, kedi, maymun) üzerinde geliştirdiği mikrocerrahi teknikler, insanlarda yaptığı non-invaziv testlerin de temelini oluşturmuştur.

Sperry, bilinç (consciousness) ve zihin-beyin problemi ile de derinden ilgileniyordu. Kartezyen düalizmi (zihin ve bedenin iki ayrı töz olduğu görüşü) reddediyordu. Onun yerine, bilincin, beyindeki sinirsel aktivitenin “üstün bir sonucu” (supervenient result) olduğunu savunuyordu. Yani bilinç, nöronların kimyasına ve biyofiziğine indirgenemez; bunlardan ortaya çıkan yeni, nedensel güce sahip bir olgudur.

Bölünmüş beyin hastaları üzerinde yaptığı çalışmalar, onu bilinç ve kişilik hakkında derin felsefi sorular sormaya itmişti. Aynı kafatasının içinde, birbiriyle iletişim kuramayan iki farklı bilinç merkezi olabilir miydi? Sperry, bu çalışmalarıyla nöropsikoloji ile felsefe arasındaki sınırda yepyeni bir araştırma alanı açmıştır.

California Institute of Technology (Caltech) Yılları

Sperry, 1954 yılında ünlü genetikçi George Beadle’ın daveti üzerine California Institute of Technology (Caltech)’e geçti ve burada Hixon Psikobiyoloji Profesörü olarak göreve başladı. Sperry, Caltech’teki Laboratuvarı’nda (Laboratory of Psychobiology) bölünmüş beyin araştırmalarına hayvanlarla devam etti ve daha sonra bu çalışmaları insan deneklere taşıdı.

Sperry, 1984 yılına kadar Caltech’te aktif olarak çalıştı ve bu yıldan itibaren Mütevelli Heyeti Fahri Profesörü (Board of Trustees Professor Emeritus) unvanını aldı. Emekliliğinden sonra bile, ilerleyen nöromüsküler dejeneratif bir hastalığa rağmen, bilinç, zihin teorileri ve zihin-beyin problemi üzerine çalışmaya devam etti.

Kişisel Yaşamı ve Kişiliği

Sperry’nin bilim dışındaki tutkuları arasında teknelerle gezmek, balık tutmak ve fosil toplamak vardı. Uzak ve ıssız yerlerin doğal güzelliklerine hayrandı. Aynı zamanda resim, heykel ve seramikle uğraşan, sanata ilgi duyan bir entelektüeldi. Oberlin Koleji’ndeki Sperry Nörobilim Kanadı (Sperry Neuroscience Wing), onun bu çok yönlü mirasını yaşatmaktadır.

Roger Wolcott Sperry, hayatının son yıllarında ilerleyici bir nöromüsküler dejeneratif hastalıkla mücadele etti. Bu rahatsızlığına rağmen, bilinç ve zihin-beyin ilişkisi üzerine felsefi ve bilimsel çalışmalarını sürdürdü. Sperry, 17 Nisan 1994’te Kaliforniya, Pasadena’da geçirdiği kalp krizi sonucu 80 yaşında hayata gözlerini yumdu. Onun ölümü, sinirbilim dünyasında derin bir üzüntü yarattı. Ancak bıraktığı miras, her gün bir nöropsikoloji kitabında “bölünmüş beyin deneyleri” veya “kimyasal afinite hipotezi”ni okuyan bir öğrenci sayesinde yaşamaya devam etmektedir.

 

Roger Sperry neyi keşfetti?
Sperry, beynin iki yarımküresinin farklı işlevlere sahip olduğunu keşfetmiştir. Sol yarımküre konuşma, dil ve analitik düşünmede baskınken; sağ yarımküre görsel-uzamsal görevler, müzik, yüz tanıma ve bütünsel işlemede daha yetkindir. Bu keşfi, korpus kallosum’u kesilmiş (“bölünmüş beyin”) epilepsi hastaları üzerinde yaptığı deneylerle yapmıştır.

Sperry Nobel Ödülü’nü ne zaman ve kiminle paylaştı?
Sperry, 1981 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü David H. Hubel ve Torsten N. Wiesel ile paylaşmıştır. Sperry, beynin yarımkürelerinin işlevsel uzmanlaşmasını keşfettiği için ödülün yarısını alırken, Hubel ve Wiesel görsel korteksteki bilgi işleme mekanizmalarını keşfettikleri için diğer yarısını almıştır.

Kimyasal Afinite Hipotezi nedir?
Sperry’nin geliştirdiği bu hipotez, sinir hücrelerinin (nöronlar) uzantıları olan aksonların, hedef hücrelerine özel kimyasal belirteçler (etiketler) sayesinde yön bulduğunu ve doğru bağlantıyı kurduğunu öne sürer. Sperry, semenderlerin gözlerini döndürerek yaptığı deneylerle, rejenere olan sinir liflerinin orijinal bağlantı noktalarını kimyasal “izler” sayesinde bulduğunu kanıtlamıştır.

Sperry nerede eğitim gördü ve çalıştı?
Sperry, lisans ve yüksek lisans eğitimini Oberlin Koleji’nde (İngilizce, Psikoloji), doktora eğitimini ise Chicago Üniversitesi’nde (Zooloji) tamamlamıştır. Harvard Üniversitesi ve Yerkes Primat Biyolojisi Laboratuvarı’nda Karl Lashley ile çalışmış; Chicago Üniversitesi’nde öğretim üyeliği yapmış ve kariyerinin büyük bölümünü California Institute of Technology (Caltech)’te Hixon Psikobiyoloji Profesörü olarak geçirmiştir.

Sperry’nin araştırmalarının klinik önemi nedir?
Sperry’nin çalışmaları, epilepsi tedavisinde korpus kallosum kesilmesi (callosotomy) gibi cerrahi müdahalelerin anlaşılmasına ışık tutmuştur. Ayrıca, inme veya beyin hasarı sonucu oluşan dil ve algı bozukluklarının (afazi, apraksi vb.) nörolojik temellerinin anlaşılmasında ve rehabilitasyonunda temel oluşturmuştur. Bölünmüş beyin araştırmaları, nöropsikolojik değerlendirme testlerinin geliştirilmesine de öncülük etmiştir.

 

Bilgi Kategorisi	Detay
Gerçek adı	Roger Wolcott Sperry
Doğum yılı	1913
Doğum yeri	Hartford, Connecticut, ABD
Boyu	Yaklaşık 1.78 m (tahmini)
Kilosu	Yaklaşık 75 kg (tahmini)
Burcu	Aslan (Leo)
Medeni Hali	Evliydi
Eğitimi	Oberlin College (B.A. İngilizce, 1935; M.A. Psikoloji, 1937), University of Chicago (Ph.D. Zooloji, 1941)
İnsanlığa Kattığı Şeyler	Bölünmüş beyin (split-brain) araştırmaları ve hemisferik uzmanlaşmanın keşfi, Kimyasal Afinite Hipotezi, sinir rejenerasyonu ve akson rehberliği çalışmaları, 1981 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü

Roger Sperry kimdir, bölünmüş beyin deneyleri, split brain nedir, 1981 Nobel Tıp Ödülü, beyin yarımküreleri görev dağılımı, kimyasal afinite hipotezi, korpus kallosum kesilmesi, sağ beyin sol beyin farkları, nöropsikoloji öncüleri, Caltech psikobiyoloji

 

Kaynakça

• org. (1981). The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1981 – Roger W. Sperry Facts.
• Sperry, R. W. (1968). Hemisphere deconnection and unity in conscious awareness. American Psychologist, 23(10), 723-733.
• Sperry, R. W. (1982). Some Effects of Disconnecting the Cerebral Hemispheres. Nobel Lecture.
• Sperry, R. W. (1963). Chemoaffinity in the Orderly Growth of Nerve Fiber Patterns and Connections. Proceedings of the National Academy of Sciences, 50(4), 703-710.
• Gazzaniga, M. S., Bogen, J. E., & Sperry, R. W. (1962). Some functional effects of sectioning the cerebral commissures in man. Proceedings of the National Academy of Sciences, 48(10), 1765-1769.
• Myers, R. E., & Sperry, R. W. (1953). Interocular transfer of a visual form discrimination habit in cats after section of the optic chiasm and corpus callosum. Anatomical Record, 115(2), 351-352.
• Puente, A. E. (1972). Roger Wolcott Sperry: Distinguished Scientific Contribution Award. American Psychologist, 27(1), 77-78.
• California Institute of Technology Archives. *Roger W. Sperry Papers, 1940-1994*.