НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ / 1981 г. / ФИЗИОЛОГИЯ ИЛИ МЕДИЦИНА / ТОРШТЕН ВИСЕЛ

Торштен Висел (Torsten Wiesel)

3 юни 1924 г.

Нобелова награда за физиология или медицина (заедно с Роджър Спери и Дейвид Хюбъл)

(За откритията му, свързани с обработката на информация в зрителната система.)

Шведският невробиолог Торштен Нилс Висел е роден в Упсала, в семейството на Фриц С. Висел, главен психиатър в болницата „Бекомберг“ към Института по психиатрия в Стокхолм, и Анна-Лиза (Бетцер) Висел. През юношеските си години Висел живее със семейството си към болницата и учи в частно училище в Стокхолм. Той смята себе си за „доста ленив, палав ученик, интересуващ се повече от спорта“. В средното училище е капитан на училищния отбор по лека атлетика.

През 1941 г. Висел постъпва в медицинското училище към Каролингския университет в Стокхолм. Там, в лабораторията на Карл Густав Бернард, участва в изследвания на функциите на нервната система, а също така получава клинични навици по психиатрия. През 1954 г. в Каролингския университет му е присъдена медицинска степен, през същата година е назначен в института за преподавател по физиология и за асистент в отделението по детска психиатрия към Каролингската болница.

През следващата година Висел приема поканата да стажува в института „Вилмер“, където работи под ръководството на известния специалист в областта на неврофизиологията на зрението Стефан Кюфлер, който продължава значимите изследвания, започнати от Х. Кефер Хартлайн и Рагнар Гранит. След две години Весел става асистент на Кюфлер по физиология на зрителните органи в медицинското училище „Джонс Хопкинс“.

Кюфлер проучва нервната активност (или микроелектричните разряди) на нервните клетки в ретината (вътрешната обвивка на очната ябълка) на котките. Той открива, че нервните, или ганглийните клетки, на ретината реагират на светлинните контрасти и не отговарят на равномерното осветление. Той също така описва рецептивните полета на клетките (областите на ретината), които при стимулиране водят до промени в активността на нервната клетка. Кюфлер изяснява, че активността на ганглийните клетки или се повишава, или навалява при осветяване на съответното поле на ретината с точков източник на светлина. Ако централното светлинно петно стимулира активността на клетките на ретината, светлината, падаща върху обкръжаващата това петно ретина, инхибира активността на клетките и обратно.

Когато през 1958 г. в лабораторията на Кюфлер идва Дейвид Хюбъл, той и Висел решават да проучат рецептивните полета на нервните клетки в зрителната област на кората на главния мозък. Тази област е една от многобройните функционални области на кората на главния мозък, в която се извършва познавателен анализ. Зрителният анализатор започва от фоторецепторните (чувствителни на светлина) клетки на ретината, пръчиците и колбичките. Нервните окончания на пръчиците и колбичките се прехвърлят върху други клетки на ретината. От тези клетки нервните импулси преминават през зрителния нерв в геникуларно коленчато тяло, откъдето се предават в зрителния център на кората. Зрителната област на кората на главния мозък, състояща се от много милиони нервни клетки, разположени във вид на няколко слоя, разшифрова нервните сигнали, идващи от ретината, и осигурява анализа на зрителната информация.

Един от първите експерименти на Висел и Хюбъл изясняват функцията на зрителния анализатор. Като вкарват миниатюрен електрод, използван за регистриране на електрическата активност на нервните клетки, в зрителната област на кората на главния мозък на котка, те регистрират спонтанна нервна активност, или микроелектрични токове на нервната клетка. Изследователите правят експерименти с различни зрителни стимули, опитвайки се да предизвикат микроелектрическа активност в клетките на кората на главния мозък. Веднъж Хюбъл премества случайно стъклото на микроскопа извън рецептивното поле на нервната клетка, в която има микроелектрод. Внезапно клетката започва да се разрежда. Отначало учените са учудени, но след това разбират, че нервната клетка на кората на главния мозък реагира на светлинната ивица на стъклото. Докато клетките на ретината при експериментите на Кюфлер реагират на светлинно петно, нервните клетки в зрителната област на кората на главния мозък отговарят на линейни светлинни дразнители.

През 1959 г. Кюфлер става професор по фармакология в Харвардското медицинско училище в Бостън. Висел е назначен за асистент-професор по физиология в Харвард, а през 1964 г. – за професор по физиология. През същата година в Харвард е създаден отдел по невробиология начело с Кюфлер.

Като продължават своите изследвания в новия отдел, Висел и Хюбъл поставят микроелектроди в зрителната област на кората на главния мозък на котки и маймуни, регистрирайки спонтанната активност на нервните клетки с микроелектродите. Задачата им се състои в това да стимулират полетата на ретината с линейна ивица светлина под различни ъгли, докато не се намерят най-ефективните стимули за редицата нервни клетки по пътя на преминаването на електрода. Понякога те въвеждат електроди във вертикално направление, при което се озовават в перпендикулярно направление към кората на главния мозък; в други случаи поставят електрода под ъгъл към повърхността на главния мозък. След дисекцията на експерименталните животни експериментаторите сравняват резултатите от измерването на нервната активност с хистологичните данни. Те разработват също така метод за въвеждане в очната ябълка на радиоактивни вещества, които след това се движат по зрителния нерв, от ретината до зрителната кора на главния мозък, помагайки да се проучи по-пълно нейната невроанатомия.

Висел и Хюбъл откриват, че зрителната област на кората на главния мозък е организирана във вид на периодични вертикални комплекси, които те наричат доминиращи зрителни стълбчета и стълбчета за ориентация. Тези стълбчета от нервни клетки осъществяват необходимото преработване на информацията, предавана от ретината към зрителната област на кората на главния мозък. Доминиращите зрителни стълбчета обединяват нервните импулси от двете очи, докато ориентационните трансформират кръговите рецептивни полета на ретината и латералното геникуларно тяло в линейни. Висел и Хюбъл откриват, че в тази преработка на информацията участва цяла йерархия от прости, сложни и много сложни нервни клетки, които, според тях, функционират според принципа на нарастващата, или прогресивната конвергенция. Този принцип обяснява как в зрителната област на кората на главния мозък могат да се създават завършени образи от отделни многобройни битове информация, постъпващи от невроните на ретината. Изследователите предполагат, че други функционални области на кората на главния мозък биха могли да са организирани по същия начин.

Изследванията на Висел и Хюбъл имат голямо значение за лекуването на очните болести, особено на вродената катаракта. Те смятат, че подобни катаракти трябва да се отстраняват в ранно детство, ако зрението на пациента е запазено.

През 1968 г. Висел става професор по невробиология в Харвардския университет, а през1974 г. е избран за професор по невробиология. През 1973 г. Висел сменя Кюфлер на поста ръководител на отдела по невробиология.

През 1983 г. Висел заема длъжността професор по невробиология в университета „Рокфелер“.

През 1956 г. ученият се жени за Тери Стенхамър, с която се разделя през 1970 година. След това се жени да Ан Йе, с която се развежда през 1981 г.

Сред наградите на Висел са наградата Луис Розенщил за изключителна работа в областта на фундаменталните медицински изследвания, присъдена от университета „Брайдън“ (1972 г.), паметния медал Джон С. Фриденвалд на Асоциацията по проучването на зрението и офталмологията (1975 г.), наградата Карл Спенсър Лешли на Американското философско дружество (1977 г.), наградата Луиз Грос-Хорвиц на Колумбийския университет (1978 г.), наградата Диксън за медицина на Питсбъргския университет (1979 г.) и наградата Джордж Ледли на Харвардския университет. Висел е член на Американското физиологично дружество, на Американското философско дружество, на Американската асоциация за съдействие на развитието на науките, на Американската академия на науките и изкуствата, на американската Академия на науките, на Дружеството на физиолозите във Великобритания и на Лондонското кралско дружество.

Превод от руски: Павел Б. Николов