Il premio Nobel per i gatti parte III

( Nota: questo fa parte di una serie di post che sto scrivendo in concomitanza con il mio nuovo libro, The Tale of the Dueling Neurosurgeons .)

I precedenti due post di questa triade esplorarono, in primo luogo, come gli esperimenti sui gatti fornissero la prima vera intuizione nei centri di visione del cervello e, in secondo luogo, come gli esperimenti sui gattini provarono che i cervelli degli animali hanno "finestre critiche" durante l'infanzia, durante i quali devono sperimentare certe sensazioni o il loro cervello non verrà cablato correttamente. Oggi continuerò questo tema felixito con un'altra storia di cat-neuroscienza, sugli emisferi sinistro e destro.

Il neuroscienziato Roger Sperry ha sicuramente avuto una delle esperienze di scuola di specializzazione più soddisfacenti di sempre: sia mentre seguiva il suo dottorato di ricerca. all'inizio degli anni '50 e mentre lavorava come postdoc, finì col demolire il lavoro di vita del suo consigliere con alcuni esperimenti devastanti. (Puoi leggere tutti i dettagli qui – lo schadenfreude è delizioso).

Dopo essersi sistemato come professore alla Cal Tech, Sperry decise di indagare sul corpo calloso, il fascio principale di fibre nervose che collegava l'emisfero sinistro e destro. La maggior parte degli scienziati al tempo sospettava che il corpo calloso avesse un ruolo nella comunicazione interemisferica. Ma questa era solo un'ipotesi, e alcune prove hanno messo in discussione: i raggi X hanno rivelato che alcune persone sono nate senza un corpo calloso e sembravano stare bene. Quindi Sperry decise di testare la teoria della comunicazione interemisferica nei gatti.

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In particolare, ha aperto i teschi di alcuni gatti e ha tagliato il loro corpo calloso, dividendo il loro cervello in due. (A parte il dolore di aprire il cuoio capelluto, l'intervento chirurgico non ha danneggiato i gatti, dal momento che il cervello stesso non può provare dolore.) Dopo che i gatti si sono ripresi, Sperry ha poi insegnato loro a navigare in un labirinto indossando una benda sull'occhio. Come previsto, dopo diversi tentativi, questi gatti "split-brain" potrebbero negoziare le svolte senza problemi.

Ma quando Sperry ha spostato la toppa sull'altro occhio e ha rimesso il gatto nel labirinto, è successo qualcosa di divertente: ha iniziato a perdersi di nuovo. Perché? In primo luogo, oltre a tagliare i loro callosum corporei, Sperry aveva diagnosticato i nervi ottici dei gatti, così che un occhio forniva informazioni solo a metà del cervello. (In linea con il cross-wiring generale del cervello, collegava l'occhio sinistro all'emisfero destro e viceversa.) Quindi la benda, bloccando la vista in un occhio, limitava anche l'informazione a metà del cervello di ciascun gatto.

Secondo, quando l'informazione arrivò in quella metà del cervello, rimase bloccata lì, in un silo, a causa del corpo calloso reciso. Di conseguenza, anche se ogni gatto con cervello diviso poteva imparare il labirinto con metà del cervello, quando Sperry spostò il cerotto – forzando l'altra metà del cervello a navigare – il gatto non aveva idea di dove andare all'improvviso. Fondamentalmente, questo non è accaduto ai gatti con controllo completo del cervello. Potevano navigare altrettanto bene con entrambi gli occhi, indipendentemente dall'occhio che avevano usato per imparare il labirinto, perché i loro callosum corpus intatti potevano condividere qualsiasi informazione tra entrambi gli emisferi.

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Nel complesso, si trattava di un accordo abbastanza ampio da solo: la vera prova che lo scopo del corpo calloso era quello di condividere le informazioni tra gli emisferi sinistro e destro. Ma ha portato a una comprensione ancora maggiore del cervello umano.

Per capire perché, dobbiamo fare una breve deviazione nell'epilessia. Nessuno ne conosce la ragione, ma tagliare chirurgicamente il corpo calloso può ridurre il tasso e l'intensità delle crisi. Quindi, nei primi anni '60, alcuni pazienti con epilessia grave avevano il corpo calloso tagliato, trasformandoli in persone con cervello diviso.

I test di follow-up hanno mostrato che i pazienti hanno fatto molto bene dopo: l'intervento ha fornito il primo vero sollievo che molti avevano conosciuto da decenni, e lo ha fatto senza effetti collaterali visibili. Tuttavia, alcuni recenti disastri con neurochirurgia aggressiva – l'amnesiaco HM è il miglior esempio – avevano lasciato i chirurghi coinvolti diffidenti. Volevano essere sicuri che non ci fossero effetti collaterali in agguato. Così hanno chiamato Sperry, un esperto mondiale del corpo calloso, per testare i pazienti. La neuroscienza (specialmente la neuroscienza pop) non è mai stata la stessa.

Non analizzerò i dettagli sperimentali, ma Sperry mise i pazienti davanti a uno schermo e poi proiettò le immagini sul lato più a sinistra o sul lato destro. In questo modo, proprio come con le bende sugli occhi dei gatti, poteva canalizzare le informazioni nell'emisfero sinistro o destro da solo. E ancora, a causa della mancanza di un corpo calloso, l'informazione non poteva sfuggire a quell'emisfero. In altre parole, Sperry aveva effettivamente isolato ogni emisfero, cosa che prima non era possibile, poiché la grande maggioranza di noi ha un corpo calloso intatto.

Ciò che Sperry scoprì lo sbalordì. Per la prima volta, gli scienziati potrebbero prendere in giro i diversi talenti e abilità del cervello sinistro e destro. Potresti aver sentito prima che l'emisfero sinistro è più logico, o che fa un lavoro migliore di saltare dai dettagli alle leggi e ai principi generali. Nel frattempo, l'emisfero destro riconosce meglio i volti, svolge un lavoro migliore nelle attività spaziali come la rotazione degli oggetti mentalmente e gestisce la musica e altre cose "artistiche" in un modo superiore. Tutto quel lavoro scaturì da Sperry e dalla sua coorte spaccata.

Certo, alcune persone oggi si lasciano trasportare dal pensiero del "cervello sinistro" e dal pensiero del "cervello destro", e Sperry non ha supportato le manifestazioni più idiote di questo. Ma ci sono delle vere e genuine differenze tra il modo in cui il cervello sinistro e destro vedono il mondo. E senza il lavoro di Sperry – prima su gatti con cervello diviso e poi su esseri umani con cervello diviso – saremmo rimasti all'oscuro di questo incredibile aspetto del cervello umano.

Come una coda di questi tre blog post, vorrei sottolineare che i protagonisti dei primi due post, Torsten Wiesel e David Hubel, e il protagonista di questo, Roger Sperry, hanno tutti condiviso il premio Nobel in fisiologia / medicina in 1981. Francamente, il Comitato del Nobel sembra averli aggiogati insieme arbitrariamente, senza alcun tema unificante. Ma una cosa che li ha uniti è stata la loro decisione di usare i gatti per il loro lavoro più importante. Come ho notato nel primo post, la neuroscienza si è ampiamente spostata verso l'uso di topi e scimmie, e con buone ragioni. Ma alcune delle grandi intuizioni degli ultimi secoli sono scaturite direttamente dal cervello dei nostri più stretti amici felini.