ΝΤΕΪΒΙΝΤ ΧΑΜΠΕΛ

David Hubel
26-02-2021

Ο Ντέιβιντ Χάμπελ (27 Φεβρουαρίου 1926 – 22 Σεπτεμβρίου 2013) ήταν Καναδό-Αμερικανός νευροφυσιολόγος που διακρίθηκε για τις μελέτες του σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία του οπτικού φλοιού. 

Ήταν συν-παραλήπτης με τον Torsten Wiesel του Βραβείου Νόμπελ το 1981 (από κοινού με τον Roger W. Sperry), για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με την επεξεργασία πληροφοριών στο οπτικό σύστημα. 

Το 1954, ο Χάμπελ μετακόμισε από τον Καναδά στις Ηνωμένες Πολιτείες για να εργαστεί στην Ιατρική Σχολή Johns Hopkins ως βοηθός μόνιμος κάτοικος Νευρολογίας. Αργότερα επιστρατεύτηκε από τον στρατό και υπηρέτησε στο Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR). Εκεί, άρχισε να ηχογραφεί από τον πρωτογενή οπτικό φλοιό των κοιμισμένων και ξύπνιων γατών. 

Τα πειράματα διεύρυναν πολύ την επιστημονική γνώση της αισθητηριακής επεξεργασίας. Σε ένα πείραμα, που έγινε το 1959, έβαλαν ένα μικροηλεκτρόδιο στον πρωτεύοντα οπτικό φλοιό μιας αναισθητοποιημένης γάτας. Στη συνέχεια πρόβαλαν μοτίβα φωτός και σκοταδιού σε μια οθόνη μπροστά από τη γάτα. Διαπίστωσαν ότι ορισμένοι νευρώνες πυροδοτούν γρήγορα όταν παρουσιάζονται γραμμές σε μια γωνία, ενώ άλλοι ανταποκρίνονται καλύτερα σε μια άλλη γωνία. Μερικοί από αυτούς τους νευρώνες ανταποκρίθηκαν διαφορετικά σε φωτεινά και σκοτεινά μοτίβα. Ο Χούμπελ και ο Wiesel ονόμασαν αυτούς τους νευρώνες απλά κύτταρα.”

Αυτές οι μελέτες έδειξαν πώς η οπτική το σύστημα κατασκευάζει σύνθετες αναπαραστάσεις οπτικών πληροφοριών από απλά χαρακτηριστικά ερεθίσματος.

Ο Χάμπελ και ο Wiesel έλαβαν το βραβείο Νόμπελ για δύο σημαντικές συνεισφορές: πρώτον, το έργο τους για την ανάπτυξη του οπτικού συστήματος, το οποίο περιλάμβανε μια περιγραφή των στηλών οφθαλμικής κυριαρχίας στις δεκαετίες του 1960 και του 1970. και δεύτερον, το έργο τους που δημιουργεί ένα θεμέλιο για την οπτική νευροφυσιολογία, περιγράφοντας πώς τα σήματα από το μάτι επεξεργάζονται από οπτικά δέματα στο νεοφλοιό για να δημιουργήσουν ανιχνευτές άκρων, ανιχνευτές κίνησης, στερεοσκοπικούς ανιχνευτές βάθους και ανιχνευτές χρώματος, δομικά στοιχεία της οπτικής σκηνής.
Στερώντας από τα γατάκια τη χρήση του ενός ματιού, έδειξαν ότι οι στήλες στον πρωτεύοντα οπτικό φλοιό που λάμβαναν εισόδους από το άλλο μάτι καταλάμβαναν τις περιοχές που κανονικά θα λάμβαναν είσοδο από το στερημένο μάτι.

Αυτό έχει σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόηση της στερητικής αμβλυωπίας, ενός τύπου απώλειας όρασης λόγω μονόπλευρης στέρησης της όρασης κατά τη λεγόμενη κρίσιμη περίοδο. Αυτά τα γατάκια επίσης δεν ανέπτυξαν περιοχές που δέχονταν εικόνα και από τα δύο μάτια, ένα χαρακτηριστικό που απαιτείται για την διόφθαλμη όραση. Τα πειράματα έδειξαν ότι η οφθαλμική κυριαρχία αναπτύσσεται μη αναστρέψιμα νωρίς στην παιδική ηλικία. Αυτές οι μελέτες άνοιξαν την πόρτα για την κατανόηση και τη θεραπεία του παιδικού καταρράκτη και του στραβισμού. Ήταν επίσης σημαντικά στη μελέτη της πλαστικότητας του φλοιού.