Quand le cerveau est intact, la conscience unifiée des hémisphères gauche et droit s'ajoute à plus que les propriétés individuelles des hémisphères séparés.
Roger Wolcott Sperry était un neuropsychologue américain, neurobiologiste et lauréat du prix Nobel qui, avec David Hunter Hubel et Torsten Nils Wiesel, a remporté le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1981 pour ses travaux sur la recherche du cerveau divisé. Un sondage de la Review of General Psychology, publié en 2002, a classé Sperry comme le 44e psychologue le plus cité du XXe siècle.
Début de la vie et éducation
Sperry est né à Hartford, Connecticut, de Francis Bushnell et Florence Kraemer Sperry. Son père travaillait dans le secteur bancaire et sa mère avait suivi une formation en école de commerce. Il a été élevé dans un environnement de classe moyenne supérieure, qui mettait l'accent sur la réussite scolaire. Roger avait un frère, Russell Loomis. Leur père est décédé quand Roger avait 11 ans. Par la suite, sa mère est devenue assistante du directeur du lycée local.
Sperry a fréquenté la Hall High School à West Hartford, Connecticut, où il était une star du sport dans plusieurs disciplines et avait assez bien réussi académiquement pour remporter une bourse pour le Oberlin College. À Oberlin, il était capitaine de l'équipe de basket-ball et a également participé au baseball, au football et à l'athlétisme de niveau universitaire. Il a également travaillé dans un café du campus pour l'aider à subvenir à ses besoins. Sperry était spécialisé en anglais, mais il a suivi un cours d'introduction à la psychologie enseigné par un professeur nommé R. H. Stetson qui avait travaillé avec William James, le père de la psychologie américaine. Ce cours a suscité l'intérêt de Sperry pour le cerveau et la façon dont il peut changer. Stetson était handicapé et avait du mal à se déplacer, donc Sperry l'aidait en le conduisant là où il avait besoin d'aller. Cela incluait l'emmener déjeuner avec ses collègues. Sperry s'assiérait simplement au bout de la table et écouterait Stetson et ses collègues discuter de leurs recherches et d'autres intérêts psychologiques. Cela a augmenté encore plus l'intérêt de Sperry pour la psychologie et après avoir obtenu son diplôme de premier cycle en anglais à Oberlin, il a décidé de rester et d'obtenir sa maîtrise en psychologie. Il a reçu son baccalauréat en anglais en 1935 et une maîtrise en psychologie en 1937. Il a reçu son doctorat en zoologie de l'Université de Chicago en 1941, supervisé par Paul A. Weiss. Sperry a ensuite effectué des recherches postdoctorales avec Karl Lashley à l'Université Harvard, bien que la plupart de son temps ait été passé avec Lashley au Yerkes Primate Research Center à Orange Park, en Floride.
Carrière
En 1942, Sperry a commencé à travailler aux Yerkes Laboratories of Primate Biology, qui faisait alors partie de l'Université Harvard. Là, il s'est concentré sur des expériences impliquant le réarrangement des nerfs moteurs et sensoriels. Il a quitté en 1946 pour devenir professeur adjoint, puis professeur associé, à l'Université de Chicago. En 1949, lors d'une radiographie thoracique de routine, il y avait des preuves de tuberculose. Il a été envoyé à Saranac Lake dans les montagnes Adirondack à New York pour un traitement. C'est pendant cette période qu'il a commencé à écrire ses concepts sur l'esprit et le cerveau, et a été d'abord publié dans l'American Scientist en 1952. En 1952, il est devenu chef de section des maladies neurologiques et de la cécité aux National Institutes of Health et a terminé l'année au Marine Biology Laboratory à Coral Gables, en Floride. Sperry est retourné à l'Université de Chicago en 1952 et est devenu professeur associé de psychologie. Il n'a pas reçu d'offre de titularisation à Chicago et prévoyait de déménager à Bethesda, dans le Maryland, mais a été retardé par un délai dans la construction des National Institutes of Health. Pendant ce temps, l'ami de Sperry, Victor Hepburn, l'a invité à donner une conférence sur ses recherches lors d'un symposium. Il y avait des professeurs du California Institute of Technology dans l'audience du symposium qui, après avoir écouté la conférence de Sperry, ont été tellement impressionnés qu'ils lui ont proposé un poste de Hixson Professor of Psychobiology. En 1954, il a accepté le poste de professeur au California Institute of Technology Caltech comme Hixson Professor of Psychobiology où il a réalisé ses expériences les plus célèbres avec Joseph Bogen, MD et de nombreux étudiants dont Michael Gazzaniga.
Sous la supervision de Paul Weiss en poursuivant son doctorat à l'Université de Chicago, Sperry s'est intéressé à la spécificité neuronale et aux circuits cérébraux et a commencé à remettre en question les concepts existants sur ces deux sujets. Il a posé la question simple d'abord posée dans sa classe d'introduction à la psychologie à Oberlin : nature ou culture ? Il a commencé une série d'expériences pour tenter de répondre à cette question. Sperry a entrelacé les nerfs moteurs des pattes des rats afin que le nerf gauche contrôle la patte droite et vice versa. Il plaçait ensuite les rats dans une cage avec une grille électrique au fond divisée en quatre sections. Chaque patte du rat était placée dans l'une des quatre sections de la grille électrique. Un choc était administré à une section spécifique de la grille, par exemple la grille où se trouvait la patte arrière gauche du rat recevait un choc. Chaque fois que la patte gauche était choquée, le rat levait sa patte droite et vice versa. Sperry voulait savoir combien de temps il faudrait au rat pour réaliser qu'il levait la mauvaise patte. Après des tests répétés, Sperry a constaté que les rats n'apprenaient jamais à lever la bonne patte, ce qui l'a amené à conclure que certaines choses sont simplement câblées et ne peuvent pas être réapprises. Selon les paroles de Sperry, « aucun fonctionnement adaptatif du système nerveux n'a eu lieu ». Pendant les années postdoctorales de Sperry avec Karl Lashley à Harvard et aux Yerkes Laboratories of Primate Biology à Orange Park, en Floride, il a continué ses travaux sur la spécificité neuronale qu'il avait commencé comme doctorant et a initié une nouvelle série d'études impliquant des salamandres. Les nerfs optiques ont été sectionnés et les yeux ont été tournés de 180 degrés. La question était de savoir si la vision serait normale après la régénération ou si l'animal verrait à jamais le monde à l'envers et inversé de droite à gauche. Si cette dernière s'avérait être le cas, cela signifierait que les nerfs étaient d'une certaine manière « guidés » vers leurs sites de terminaison d'origine. La restauration de la vision normale, c'est-à-dire « voir » le monde dans une orientation « verticale », signifierait que les nerfs en régénération s'étaient terminés dans de nouveaux sites, très différents des sites d'origine. Les animaux ont réagi comme si le monde était à l'envers et inversé de droite à gauche. De plus, aucun entraînement ne pouvait changer la réaction. Ces études, qui fournissaient des preuves solides de la guidance nerveuse par des « codes chimiques complexes sous contrôle génétique » 1963, ont abouti à l'hypothèse de chémoaffinité de Sperry 1951.
Sperry a ensuite siégé au conseil d'administration et en tant que professeur émérite de psychobiologie au California Institute of Technology. Le bâtiment Sperry Neuroscience à Oberlin College a été nommé en son honneur en 1990.
Prix Nobel
Sperry a reçu de nombreux prix au cours de sa vie, dont le California Scientist of the Year Award en 1972, la National Medal of Science en 1989, le Wolf Prize in Medicine en 1979, et l'Albert Lasker Medical Research Award en 1979, et le prix Nobel de médecine/physiologie en 1981 qu'il a partagé avec David H. Hubel et Torsten N. Wiesel. Sperry a remporté ce prix pour ses travaux avec les patients au « cerveau divisé ». Le cerveau est divisé en deux hémisphères, les hémisphères gauche et droit, reliés au milieu par une partie du cerveau appelée le corps calleux. Chez les patients au « cerveau divisé », le corps calleux a été sectionnédu fait que les patients souffrent d'épilepsie, une maladie qui cause des crises intenses et persistantes. Les crises commencent dans un hémisphère et se poursuivent dans l'autre hémisphère. Couper le corps calleux empêche les crises de se déplacer d'un hémisphère à l'autre, ce qui empêche les crises de se produire, permettant ainsi aux patients de fonctionner normalement au lieu de souffrir de crises continues.
Sperry a d'abord développé un intérêt pour la recherche sur le « cerveau divisé » quand il travaillait sur le sujet du transfert interoculaire, qui se produit quand « on apprend avec un œil comment résoudre un problème puis, avec cet œil couvert et en utilisant l'autre œil, on sait déjà comment résoudre le problème ». Sperry a posé la question : « comment l'apprentissage avec un œil peut-il apparaître avec l'utilisation de l'autre ? » Sperry a coupé les nerfs dans les yeux des chats afin que l'œil gauche soit connecté à l'hémisphère gauche et que l'œil droit soit connecté à l'hémisphère droit ; il a également coupé le corps calleux. Les chats ont ensuite été entraînés à distinguer un triangle d'un carré avec l'œil droit couvert. Ensuite, les chats ont été présentés au même problème avec l'œil gauche couvert ; les chats ne savaient pas ce qu'ils venaient d'apprendre avec l'œil droit et à cause de cela, on pouvait leur apprendre à distinguer un carré d'un triangle. Selon l'œil qui était couvert, les chats distingueraient soit un carré d'un triangle, soit un triangle d'un carré, démontrant que les hémisphères gauche et droit apprenaient et mémorisaient deux événements différents. Cela a amené Sperry à croire que les hémisphères gauche et droit fonctionnent séparément lorsqu'ils ne sont pas connectés par le corps calleux.
La recherche de Sperry avec des chats au « cerveau divisé » a aidé à mener à la découverte que couper le corps calleux est un traitement très efficace pour les patients qui souffrent d'épilepsie. Initialement, après que les patients se soient rétablis de la chirurgie, il n'y avait aucun signe que la chirurgie ait causé des changements dans leur comportement ou leur fonctionnement. Cette observation a soulevé la question : si la chirurgie n'avait absolument aucun effet sur une partie quelconque du fonctionnement normal des patients, quel est alors le but du corps calleux ? Était-ce simplement là pour empêcher les deux côtés du cerveau de s'effondrer, comme l'a plaisanté Karl Lashley ? On a demandé à Sperry de développer une série de tests à effectuer sur les patients au « cerveau divisé » pour déterminer si la chirurgie avait causé des changements dans le fonctionnement des patients ou non.
En travaillant avec son étudiant diplômé Michael Gazzaniga, Sperry a invité plusieurs des patients au « cerveau divisé » à se porter volontaires pour participer à son étude afin de déterminer si la chirurgie avait affecté leur fonctionnement. Ces tests ont été conçus pour tester le langage, la vision et les compétences motrices des patients. Quand une personne voit quelque chose dans le champ visuel gauche qui est sur le côté gauche de son corps, les informations voyagent vers l'hémisphère droit du cerveau et vice versa. Dans la première série de tests, Sperry présentait un mot soit au champ visuel gauche, soit au champ visuel droit pendant une courte période. Si le mot était montré au champ visuel droit, ce qui signifie que l'hémisphère gauche le traiterait, alors le patient pouvait signaler avoir vu le mot. Si le mot était montré au champ visuel gauche, ce qui signifie que l'hémisphère droit le traiterait, alors le patient ne pouvait pas signaler avoir vu le mot. Cela a amené Sperry à croire que seul le côté gauche du cerveau pouvait articuler la parole. Cependant, dans une expérience de suivi, Sperry a découvert que l'hémisphère droit possède en fait certaines capacités linguistiques. Dans cette expérience, il a demandé aux patients de placer leurs mains gauches dans un plateau rempli d'objets situé sous une cloison afin que le patient ne puisse pas voir les objets. Un mot a ensuite été montré au champ visuel gauche du patient, qui était traité par le côté droit du cerveau. Ce mot décrivait l'un des objets du plateau, donc la main gauche du patient a ramassé l'objet correspondant au mot. Quand on a demandé aux participants quel était le mot et l'objet dans leur main, ils ont affirmé qu'ils n'avaient pas vu le mot et n'avaient aucune idée pourquoi ils tenaient l'objet. Le côté droit du cerveau avait reconnu le mot et dit à la main gauche de le ramasser, mais comme le côté droit du cerveau ne peut pas parler et le côté gauche du cerveau n'avait pas vu le mot, le patient ne pouvait pas articuler ce qu'il avait vu.
Dans une autre série d'expériences examinant davantage la latéralisation du langage dans les hémisphères gauche et droit, Sperry a présenté un objet au champ visuel gauche et un objet différent au champ visuel droit des patients au « cerveau divisé ». La main gauche du patient a été placée sous une cloison et on a demandé au patient de dessiner avec sa main gauche ce qu'on lui avait montré. Les patients dessineraient ce qu'ils avaient vu dans leur champ visuel gauche, mais quand on leur demandait ce qu'ils avaient dessiné, ils décrivaient ce qui avait été montré à leur champ visuel droit. Ces tests ont prouvé que lorsque le corps calleux est sevré, il rompt la connexion entre les hémisphères gauche et droit, les rendant incapables de communiquer entre eux. Non seulement ils sont incapables de communiquer entre eux, mais aussi sans le corps calleux les reliant, un hémisphère n'a aucune idée que l'autre hémisphère existe. Il y avait même des preuves de cela en dehors du laboratoire quand certains des patients ont signalé que « tandis que leur main gauche déboutonnait leur chemise, la main droite suivrait et la reboutonnait ». Ces expériences ont été bénéfiques à de nombreuses personnes de nombreuses façons différentes.
Selon ses paroles, chaque hémisphère est :
en effet un système conscient en soi, percevant, pensant, mémorisant, raisonnant, voulant et émouvant, tout à un niveau caractéristiquement humain, et ... à la fois l'hémisphère gauche et l'hémisphère droit peuvent être conscients simultanément dans des expériences mentales différentes, voire mutuellement conflictuelles, qui se déroulent en parallèle
Cette recherche a grandement contribué à la compréhension de la latéralisation de la fonction cérébrale. En 1989, Sperry a également reçu la National Medal of Science. Ensuite, en 1993, Sperry a reçu le Lifetime Achievement Award de l'APA.
En plus de sa contribution à l'établissement de la fonction latéralisée du cerveau, Sperry est noté
