ロジャー・ウォルコット・スペリー

ロジャー・スペリー
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 ) ハートフォード、コネチカット州、米国
死亡	1994年4月17日（享年80歳） ( 1994-04-18 ) パサデナ、カリフォルニア州、米国
母校	オバリン大学( BA、MA ) シカゴ大学(博士号)
知られている	分離脳研究 化学親和性仮説
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交差神経と転位筋の機能的結果 （1941 年）
博士課程の指導教員	ポール・A・ワイス
Webサイト	rogersperry.org

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す。デイヴィッド・ハンター・ヒューベル^[1]、トルステン・ニルス・ヴィーゼルとともに、分離脳研究の業績により1981年のノーベル生理学・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・スペリーの子として生まれた。父親は銀行員で、母親はビジネススクールで学んだ。彼は学業成績を重視する上流中流階級の環境で育った。^[13] ロジャーにはラッセル・ルーミスという兄弟が一人いた。父親はロジャーが11歳のときに亡くなった。その後、母親は地元の高校の校長補佐になった。

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通い、そこでいくつかのスポーツでスター選手となり、学業でも優秀な成績を収めてオバリン大学への奨学金を獲得した。オ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、陸上競技にも代表として参加した。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た。スペリーは英語を専攻していたが、アメリカ心理学の父であるウィリアム・ジェームズと一緒に働いていたRHステットソン教授の心理学入門の授業を受講した。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た。ステットソンは身体障害があり、移動が困難だったため、スペリーはどこへ行くにも車で送迎して彼を助けた。これにはステットソンを同僚との昼食に連れて行くことも含まれていた。スペリーはただテーブルの端に座って、ステットソンと同僚が研究や他の心理学的関心について話し合うのを聞いていた。これにより、スペリーの心理学への関心はさらに高まり、オバリン大学で英語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大学に留まることを決意した。1935年に英語の学士号、 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・ラシュリーのもとで博士研究員として研究を行ったが、ほとんどの時間を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のもとで過ごした。^[14]

1942年、スペリーは当時ハーバード大学の一部であった霊長類生物学のヤーキス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年にシカゴ大学を離れ、助教授、後に准教授になった。1949年、定期的な胸部X線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。この時期に彼は心と脳の概念を書き始め、それが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、その年をフロリダ州コーラルゲーブルズの海洋生物学研究所で終えた。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てしまった。この頃、友人のビクター・ヘップバーンが、シンポジウムで自分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いたが、彼らはスペリーの講演を聞いて感銘を受け、ヒクソン精神生物学教授として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）の教授職を引き受け、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とも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している間、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 つのトピックに関する既存の概念に疑問を持ち始めました。彼は、オバリン大学の心理学入門の授業で初めて出された単純な質問をしました。それは、「生まれか、環境か?」です。彼はこの質問に答えるために、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、左の神経が右脚を制御し、その逆も同様になるようにしました。次に、底に 4 つのセクションに分かれた電気グリッドがある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ショックが与えられます。左足にショックを与えるたびに、ラットは右足を上げ、右足に左足が上が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たことに気づくのにどのくらい時間がかかるかを知りたいと考えました。繰り返しテストを行った結果、スペリーはネズミが正しい足を持ち上げることを決して学ばなかったことを発見し、いくつかのことは単に固定化されていて、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」。^[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霊長類生物学ヤーキス研究所でカール・ラシュリーのもとで博士研究員として研究していた間、博士課程の学生として始めた神経特異性に関する研究を続け、サンショウウオに関する新しい一連の研究を開始した。視神経を切断し、目を180度回転させた。問題は、視力が再生後に正常になるのか、それとも動物が永遠に世界を「逆さま」で左右が逆に見え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点に「誘導」されたことを意味する。正常な視覚の回復（つまり、世界を「正しい向きで」見る）は、再生神経が元の場所とはまったく異なる新しい場所で終結したことを意味する。動物は、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、「遺伝子制御下の複雑な化学コード」（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）に結実した。^[15]

スペリーは後にカリフォルニア工科大学の評議員および精神生物学の名誉教授を務めました。オバリン大学のスペリー神経科学ビルは 1990 年に彼に敬意を表して命名されました。

スペリーは生涯を通じて、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 年にデビッド H. ヒューベルおよびトルステン N. ヴィーゼルと共同受賞したノーベル医学生理学賞など、数多くの賞を受賞しました。スペリーはこの賞を「分離脳」患者の研究で受賞しました。脳は左半球と右半球の 2 つの半球に分かれており、中央で脳梁と呼ばれる部分によってつながっています。「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。てんかんは激しく持続的な発作を引き起こす病気です。発作は片方の半球で始まり、もう片方の半球に続きます。脳梁を切断すると、発作が一方の半球からもう一方の半球に移動するのを防ぎ、発作の発生を防ぐことができるため、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ときだった。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、もう一方の目を使うと、すでに問題の解き方がわかっている」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、もう一方の目を使うと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。次に、猫は右目を覆った状態で三角形と四角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、このため四角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し、左脳と右脳が 2 つの異なる出来事を学習し記憶していることを証明しました。これにより、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すると信じるようになりました。

スペリーの「分離脳」猫の研究は、てんかん患者に対する脳梁の切断が非常に効果的な治療法であるという発見につながりました。患者が手術から回復した当初、手術によって行動や機能に変化が生じた兆候はありませんでした。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まったく影響を及ぼさなかったとしたら、脳梁の目的は何なのでしょうか。カール・ラシュリーが冗談交じりに言ったように、脳梁は単に脳の両側が崩壊しないようにするためだけにあるのでしょうか。スペリーは、「分離脳」患者に対して一連の検査を行い、手術によって患者の機能に変化が生じたかどうかを判定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、手術が機能に影響を及ぼしたかどうかを調べるための研究に参加するよう志願するよう依頼した。これらの検査は、患者の言語、視覚、運動能力を検査するように設計された。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、その逆も同様である。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た。単語が右視野に示された場合、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することができた。単語が左視野に示された場合、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することができなかった。このことから、スペリーは脳の左側だけが言葉を明瞭に発音できると信じるに至った。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いくらかあることを発見した。この実験では、彼は患者に、物がいっぱい入ったトレイを仕切りの下に置き、患者が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。次に、患者の左視野に単語が示され、それが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に持っている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。

左脳と右脳の言語の側方化をさらに調査する別の一連の実験で、スペリーは「分離脳」患者の左視野に 1 つの物体、右視野に別の物体を提示しました。患者の左手は仕切りの下に置き、患者は左手で示されたものを描くように求められました。患者は左視野で見たものを描きましたが、描かれたものは右視野に示されたものを説明するものでした。これらのテストにより、脳梁が切断されると、左脳と右脳の接続が切断され、互いにコミュニケーションが取れなくなることが証明されました。互い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と、一方の脳梁はもう一方の脳梁が存在することすら知りません。実験室の外でも、一部の患者が「左手でシャツのボタンを外すと、右手がそれについて行って、ボタンをもう一度かけます」と報告したという証拠がありました。^[17]これらの実験は、多くの人々にさまざま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、すべて人間特有のレベルで行われ、左脳と右脳の両方が、並行して進行する異なる、さらには相互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方化の理解に大きく貢献しました。1989年、スペリーはアメリカ国家科学賞も受賞しました。その後、1993年にスペリーはAPA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ついての検証可能な仮説の形成に影響を与えただけでなく、仮説自体も数多く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、ある種の個別の識別タグを帯びているに違いなく、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^[18]

2009年のサイエンス誌のレビュー記事では、「彼は、網膜ニューロンと脳内の標的細胞上のそのような識別タグの勾配が、発達中の何百万もの網膜軸索の整然とした投射を協調的に誘導することを示唆した。この考えは、脊椎動物の視覚系の発達を指示するものを含む軸索誘導分子の同定と遺伝子分析によって裏付けられた。」と述べられている。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、その後はショウジョウバエの 幼虫に関する研究によって確認された。^[19]

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た。^[20]

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・ホープという娘が一人ずつ生まれた。^[13]スペリーは物静かで思慮深く、飽くなき好奇心を持った控えめな人だった。1994年に筋萎縮性側索硬化症（ルー・ゲーリッグ病）で亡くなるまで、仕事、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立ててノートに落書きをしたり、考えにふけったりしている姿がよく見られた。スペリーは熱心な古生物学者で、自宅には膨大な化石コレクションを飾っていた。また、非常に才能のある彫刻家、芸術家、陶芸家でもあった。妻や子供たちとバハ・カリフォルニアでキャンプや釣り旅行に出かけるのが好きだった。^[15]

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Wikiquote にロジャー・ウォルコット・スペリーに関する引用句があります。

• Nobelprize.org の Roger W. Sperry