Jerome Lettvin
Jerome Lettvin (ur. 23 lutego 1920 w Chicago, Illinois, zm. 23 kwietnia 2011 w Hingham[3]) – amerykański lekarz (neurologia, psychiatria), neurobiolog, kognitywista, profesor MIT, najbardziej znany z pracy What the frog’s eye tells the frog’s brain (1959)[4], należącej do najczęściej cytowanych w świecie prac naukowych, oraz z historycznej debaty z Timothy Learym na temat LSD (debata Leary–Lettvin , 1967)[5] i z popularyzacji kontrowersyjnego pojęcia „Grandmother cell”[6].
Jerome Lettvin (po lewej) i Walter Pitts[1][2] | |
Data i miejsce urodzenia | |
---|---|
Data i miejsce śmierci | |
Zawód, zajęcie | |
Narodowość | |
Alma Mater | |
Uczelnia |
University of Rochester, |
Stanowisko |
Życiorys
edytujJerome Lettvin był synem imigrantów z Ukrainy. Rodzice przyjechali do Stanów Zjednoczonych niedługo przed wybuchem I wojny światowej. Poznali się w Chicago. Matka była nauczycielką gry na pianinie, piękną kobietą utrzymującą kontakty z „wyższymi sferami”. Ojciec dopiero w Chicago zdobywał zawodowe wykształcenie prawnicze. Był aktywistą społecznym, żarliwym mówcą, którego syn określał mianem „anarchisty typu Kropotkina”. Matce podobała się żarliwość ojca. Po ślubie mieszkali w Humbold Park. Ich pierwszy syn, Jerome, urodził się w lutym 1920 roku, a później urodzili się następni dwaj synowie i córka. Dzieci wspominały, że ojciec był w domu małomówny i skromny. O losach dzieci decydowała matka, która miała ambicje skierowania ich na drogę rozwoju artystycznego. Wszyscy grali na pianinie i występowali publicznie z koncertami jako kilkuletnie dzieci. Jerome pisał też wiersze[7].
Uczył się w Tuley High School (obecnie Roberto Clemente Community Academy), w Lewis Institute (obecnie część Illinois Institute of Technology – co zakończył incydent z kamieniami spadającymi z parapetu na Madison Avenue – a następnie (1938) w University of Chicago (zgodnie z decyzją matki). Na studiach przyjaźnił się m.in. z Hymanem Minskym, ekonomistą, oraz z wszechstronnie uzdolnionym młodszym kolegą, matematykiem Walterem Pittsem (1924–1969), późniejszym wieloletnim współpracownikiem[7]. Uzyskał stopnie BS i MD w roku 1943.
Specjalizował się w dziedzinie psychiatrii i neurofizjologii. Karierę zawodową przerwał wybuch II wojny światowej. Od stycznia 1944 roku służył w wojsku przez 9 miesięcy. Uczestniczył m.in. w uczestnicząc bitwie o Ardeny (był we Francji szefem psychiatrii w 237 General Hospital). Po wojnie kontynuował praktykę w dziedzinie neurologii i badania układu nerwowego, częściowo w Boston City Hospital, a następnie był zatrudniony w[7][8]:
- 1947 – University of Rochester
- 1948 – Manteno State Hospital, Illinois
- 1951 – Massachusetts Institute of Technology
- 1988 – Rutgers University
Ożenił się w roku 1947 z Maggie – dziewczyną, którą znał wcześniej bardzo krótko. Spędzili razem 64 lata[a]. Mieli troje dzieci. Zmarł w roku 2011 po ciężkiej chorobie. Został zapamiętany jako pasjonat swojej dyscypliny naukowej z duszą poety i wybitny dydaktyk – charyzmatyczny wykładowca[8][10][11] i uczestnik żarliwych debat. Debata telewizyjna Timothy Leary v. Jerome Lettvin na temat LSD, która odbyła się w roku 1967 w MIT i była transmitowana przez telewizję, została zapamiętana jako wydarzenie historyczne, zwane LSD Debate[5][9][b]
Badania naukowe
edytujOko żaby
edytujPrzedmiotem najbardziej intensywnych badań J. Lettvina były procesy zachodzące w nieruchomym oku żaby, reagującym na szybki ruch drobnych obiektów w polu widzenia. Badania były częściowo kontynuacją prac H. Barlowa, który pierwsze prace na temat funkcji pojedynczych neuronów w siatkówce oka opublikował już w roku 1943 (w roku 1953 ukazały się np. prace Summation and inhibition in the frog's retina i Action potentials from the frog's retina)[12][13]. Horace Barlow wykazał m.in. że w siatkówce oka żaby, rejestrującej obiekt przypominający żuka, następuje silna aktywizacja pojedynczych receptorów, które pełnią funkcje behawioralne – wywołują zainteresowanie spostrzeżonym obiektem jako pokarmem („Bug Detectors”). Waga odkrycia polegała przede wszystkim na wykazaniu, że procesy, prowadzące do rozpoznawania bodźców na podstawie ich specyficznych cech, mogą zachodzić poza mózgiem[14]. Zainteresowanie tym problemem wzbudził w Lettvinie – studencie University of Illinois w Chicago – jego nauczyciel i wychowawca, prof. psychiatrii Warren S. McCulloch. McCulluch skupił też wokół siebie wielu innych naukowców, głównie młodych ludzi, których zachęcił do interdyscyplinarnych – teoretycznych i doświadczalnych – badań układu nerwowego (również do humanistycznego podejścia do nauki). Byli wśród nich Walter Pitts i matematyk Norbert Wiener (twórca cybernetyki)[15].
W historycznym artykule What The Frog's Eye Tells The Frog's Brain[4][16] J.Y. Lettvin, H.R. Maturana, W.S. McCulloch, W.H. Pitts opisali mechanizm działania siatkówki oka żaby, rejestrującej najbardziej istotne dla zwierzęcia cechy wzrokowego bodźca – wykrytego robaka. Kluczowe stało się stwierdzenie, jak oceniana jest jego wielkość, położenie i szybkość poruszania się, mimo że siatkówka pozostaje nieruchoma – oko żaby nie śledzi celu polowania, zmienia ustawienie tylko wtedy, gdy np. porusza się liść, na którym siedzi zwierzę – obraz pola obserwacji na siatkówce pozostaje nieruchomy[4][16]. W warunkach doświadczalnych zastosowano mikroelektrody wszczepiane do pojedynczych neuronów. Stwierdzono, m.in. że poruszanie przed zwierzęciem fotografią naturalnego siedliska, której obraz zajmował całe pole widzenia (również z przymocowanymi do niej obiektami przypominającymi np. muchy), nie powodowało pobudzeń neuronów. Reakcja występowała, gdy na tym tle poruszano dowolnym obiektem wielkości muchy[17].
Wyjaśniono, że w siatkówce oka żaby występują cztery różne typy tych komórek, które uaktywniają się selektywnie pod wpływem bodźców różnego rodzaju, związanych głównie z charakterystyką krawędzi przedmiotu obserwacji (granic poszczególnych części pola widzenia)[4][16][18][17].
Zaobserwowano charakterystyczne typy reakcji różnych neuronów[4][16][18], m.in.:
- wprowadzenie przedmiotu z krawędzią do pola widzenia żaby wywołuje liczne impulsy w czasie tego ruchu, a następnie aktywność ustala się na niższym, stałym poziomie, dopóki krawędź znajduje się w polu widzenia (nie jest „wymazywana” przez włączenie i wyłączenie światła)
- wprowadzenie przedmiotu wywołuje podobną aktywność, jednak krawędź musi być „wypukła” (zaciemnienie z jednej strony), a aktywność zanika, gdy ustaje ruch, oraz jest „wymazywalna”
- wykrywanie zmieniającego się kontrastu
- wykrywanie przyciemnienia
- wykrywanie ciemności
W każdym z przypadków istotna jest szybkość zmian bodźca.
„Komórki babci” i „komórki Jennifer Aniston”
edytujW roku 1969, jako wykładowca MIT, Jerry Lettvin zamierzał sprowokować dyskusję ze studentami nad hipotezą, że każde świadome doświadczenie życiowe, np. wspomnienie określonej osoby, może być przechowywane w stosunkowo niewielkiej liczbie neuronów (w skrajnym przypadku – w jednym). W czasie wykładu opowiedział fikcyjną historię rosyjskiego neurochirurga, Akakija Akakijewicza[c], który – na prośbę swojego pacjenta – operacyjnie usunął z jego mózgu fragment tkanki z kilkoma tysiącami neuronów, a wraz z nimi wszystkie – złe i dobre – wspomnienia o jego apodyktycznej matce[6][19].
Z pasją propagowana przez Lettvina hipoteza „komórki babci” została trwale związana z jego nazwiskiem. Stało się tak, mimo że nie on był pomysłodawcą neuronowego mechanizmu zapamiętywania i rozpoznawania osób, przedmiotów itp., w którym decydującą rolę odgrywają pojedyncze wyspecjalizowane neurony. Nie udało mu się też tej hipotezy doświadczalnie zweryfikować[19].
Wśród pomysłodawców i wcześniejszych propagatorów analogicznej koncepcji jest wymieniany polski neurofizjolog, Jerzy Konorski[20][21], autor książki Integracyjna działalność mózgu (1967), w której została opisana koncepcja jednostek gnostycznych – neuronów reagujących na konkretne wzorce – zespoły bodźców zmysłowych (percepcje jednostkowe)[22][23][24].
- Oddźwięk
Koncepcja zakładająca istnienie „komórek babci” (lub nawet jednej „grandmother cell”), magazynujących wiedzę o określonej osobie, obiekcie lub pojęciu, jest coraz częściej przywoływana w pracach naukowych i polemikach neurologów i kognitywistów (nie tylko żartobliwie)[19].
W roku 2014 Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny otrzymało troje neurobiologów za wyjaśnienie sposobu powstawania w mózgu kognitywnego GPS mózgu, umożliwiającego orientację przestrzenną[25]. Elementami tego systemu są m.in. „komórki miejsca”, pojedyncze, wyspecjalizowane neurony, które zidentyfikowano dzięki nowej technice wszczepiania elektrod do pojedynczych neuronów hipokampa szczurów[26].
Nie stanowi to ostatecznego potwierdzenia prowokacyjnej hipotezy, dotyczącej analogicznego zapamiętywania i rozpoznawania np. określonej osoby, jednak na taką możliwość wskazuje część wyników badań, które intensywnie prowadzi Rodrigo Quian Quiroga[27] ze współpracownikami[d].
Jonathan C.W. Edwards, profesor UCL (Wydział Medycyny)[32], opublikował liczne prace naukowe, mieszczące się w zbliżonym obszarze, w dziedzinie współczesnej monadologii (zob. monada w programowaniu, monada w filozofii), wśród nich m.in. The Nature of Mental Representations: Grandmother, Pontifical and Other Cells[33] lub How Many People Are There In My Head, And In Hers?[34][e].
Publikacje (wybór)
edytuj- Jerome Lettvin, The Colors of Colored Things, 1967[37]
- Jerome Lettvin, On Seeing Sidelong, 1976[38]
- Jerome Ysrael Lettvin, Campbell L. Searle, Alvin C. Kibel, Robert Sonné Cohen, Faust and the Faustian Man, Massachusetts Institute of Technology, Technology and Culture Seminar[39]
- red. Larry R. Squire, Jerome Lettvin w: The History of Neuroscience in Autobiography, Tom 2, 1998[40]
- Jerome Ysrael Lettvin, Massachusetts Institute of Technology, Research Laboratory of Electronics; United States Air Force, Office of Scientific Research, Final Report, U.S. Air Force Office of Scientific Research Contract F44620-67-C-0030 Covering the Period September 1, 1966-August 31, 1967, 1967[41]
Uwagi
edytuj- ↑ Żona mówiła o nim w wywiadach: „He really was utterly brilliant”, „There was nothing about him that wasn’t entrancing”[9].
- ↑ Wspominany cytat z debaty Leary-Lettvin: „The kick is cheap. The ecstasy is cheap. And you are settling for a second-rate — permanent, second-rate — world by the complete abrogation of the intellect”, … „You’re selling off exactly those functions which have set you aside critically in every possible way. … At this point sir, I look upon you as a tool of the devil.”[9].
- ↑ Akakij Akakijewicz – postać z opowiadania Mikołaja Gogola Płaszcz (zob. Obrazki z życia, 1903).
- ↑ Opublikowane w roku 2013 badania wykonywano wszczepiając mikroelektrody do neuronów mózgu ludzi (chorzy na epilepsję, w czasie specjalistycznych poszukiwań ogniska napadów). Długotrwałe monitorowanie komórek nerwowych hipokampa jednego z pacjentów pozwoliło stwierdzić np. że jeden z neuronów silnie uaktywniał się przy prezentacjach fotografii aktorki Jennifer Aniston, ignorując zdjęcia wielu innych osób, miejsc i zwierząt (zareagował na zdjęcie Lisy Kudrow, aktorki grającej razem z Aniston w serialu „Przyjaciele”). Stwierdzono, że komórki określonych osób są uaktywniane nie tylko pod wpływem zdjęć, lecz również np. nazwiska (wyświetlany napis lub odtwarzane nagranie dźwiękowe). Zaobserwowano, że jeden z pacjentów miał neuron reagujący na wszystkich naukowców, z którymi spotykał się na terenie UCLA, gdzie wykonywano badania. Uznano za celowe zintensyfikowanie poszukiwań „komórek pojęciowych”[19].
Zobacz też:- Quiroga RQ, Reddy L, Kreiman G, Koch C, Fried I. (2005), Invariant visual representation by single neurons in the human brain[28]
- Quiroga RQ, Kreiman, G. (2010) Postscript: About grandmother cells and Jennifer Aniston neurons[29].
- Quiroga RQ (2013), Gnostic cells in the 21st century[20]
- Quiroga RQ, (2019), Akakhievitch revisited: Comment on ”The unreasonable effectiveness of small neural ensembles in high-dimensional brain” by Alexander N. Gorban et al.[30]
- Gorban AN, Makarov VA, Tyukin IY (2019), The unreasonable effectiveness of small neural ensembles in high-dimensional brain[31]
- ↑ Zobacz też:
Przypisy
edytuj- ↑ Jerome Lettvin: Pitts, Walter. [w:] MIT Encyclopedia of Cognitive [on-line]. ai.ato.ms/MITECS. [dostęp 2015-05-20]. (ang.).
- ↑ Neil R. Smalheiser: Walter Pitts. [w:] Perspectives in Biology and Medicine Volume 43, Number 2, Winter 2000 pp. 217-226, 10.1353/pbm.2000.0009 [on-line]. Project MUSE > Medicine and Health. [dostęp 2015-05-20]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-05-27)].
- ↑ David Lettvin (syn Jerry'ego): Jerry Lettvin 1920 -- 2011. [w:] A memorial page [on-line]. jerrylettvin.blogspot.com. [dostęp 2015-05-20]. (ang.).
- ↑ a b c d e J.Y. Lettvin, H.R. Maturana, W.S. McCulloch, W.H. Pitts. What the Frog's Eye Tells the Frog's Brain. „Proceedings of the IRE”. 47 (11), s. 1940-1951, Nov. 1959. IEEE. DOI: 10.1109/JRPROC.1959.287207. ISSN 0096-8390. (ang.).
- ↑ a b The Historic LSD Debate at MIT: Timothy Leary v. Professor Jerome Lettvin (1967). [w:] The best free cultural & educational media on the web > History, MIT [on-line]. www.openculture.com, September 16th, 2014. [dostęp 2015-05-20]. (ang.).
- ↑ a b Charles G. Gross (Department of Psychology Princeton University). Genealogy of the „Grandmother Cell”. „The Neuroscientist”. 8, s. 512-518, 2002. Sage Publications. ISSN 1073-8584. (ang.).
- ↑ a b c Jerome Lettvin. W: ed. Larry R. Squire: The History of Neuroscience in Autobiography. T. 2. San Diego, California: Academic Press; The Society for Neuroscience, 1998, s. 222-243. ISBN 0-12-660302-2.
- ↑ a b Michael H. Brill: Jerome Ysroael Lettvin (1920- ). www.iscc.org. [dostęp 2018-03-02]. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-08-08)]. (ang.).
- ↑ a b c J.M. Lawrence, Globe Correspondent: Jerome Lettvin; MIT professor with passion for ideas, a good debate. [w:] The Boston Globe [on-line]. www.boston.com, May 15, 2011. [dostęp 2015-05-20]. (ang.).
- ↑ Conor Myhrvold: In a Frog’s Eye : A poet at heart, Jerome Lettvin changed our understanding of visual perception. [w:] MIT Technology Review [on-line]. January 2, 2013. [dostęp 2015-05-21]. (ang.).
- ↑ Emily Finn: Jerome Lettvin, MIT professor emeritus, dies at 91. [w:] MIT News [on-line]. MIT News Office, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, April 29, 2011. [dostęp 2015-05-21]. (ang.).
- ↑ Horace Barlow. [w:] Cambridge Neuroscience [on-line]. University of Cambridge. [dostęp 2015-05-27]. (ang.).
- ↑ Connection from Horace Barlow to Jerome Y Lettvin. [w:] neurotree.org [on-line]. [dostęp 2015-05-26]. (ang.).
- ↑ Aronson, Zimbardo i inni,: Psychologia i życie, wyd. 2. 1996, s. 354.
- ↑ Tara H. Abraham (Department of History, University of Guelph): The Materials of Science, the Ideasof Science, and the Poetry of Science: Warren McCulloch and Jerry Lettvin. www.academia.edu. [dostęp 2015-05-26]. (ang.).
- ↑ a b c d J.Y. Lettvin, H.R. Maturana, W.S. McCulloch, W.H. Pitts: 7. What The Frog's Eye Tells The Frog's Brain (originally appeared in the Proc. Inst. Radio Engr. 1959, vol. 47 pages 1940-1951). W: “The Mind: Biological Approaches to its Functions. William C. Corning, Martin Balaban, 1968, s. 233-258.
- ↑ a b David Heeger: Bug Detectors. [w:] Perception Lecture Notes [on-line]. www.cns.nyu.edu. [dostęp 2015-05-23]. (ang.).
- ↑ a b Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands: Feynmana wykłady z fizyki. T. 1, cz. 2 Optyka. Termodynamika. Fale. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009.
- ↑ a b c d Rodrigo Quian Quiroga, Itzhak Fried, Christof Koch. Komórki pamięci. „Świat Nauki”, 2013-02-19. Wydawnictwo Prószyński Media Sp. z o.o.. ISSN 0867-6380. (pol.). , Rodrigo Quian Quiroga, Itzhak Fried, Christof Koch. Brain Cells for Grandmother. „Scientific American”. 308 (2), s. 30–35, luty 2013. ISSN 0036-8733. (ang.).
- ↑ a b Rodrigo Quian Quiroga (Centre for Systems Neuroscience, University of Leicester). Gnostic cells in the 21st century. „Acta Neurobiol Exp”, s. 1–9, 2013. (ang.).
- ↑ Davide Zoccolan, Minjoon Kouh, Tomaso Poggio, and James J. DiCarlo. Trade-Off between Object Selectivity and Tolerance in Monkey Inferotemporal Cortex. „The Journal of Neuroscience”, s. 12292–12307, November 7, 2007. ISSN 0270-6474. (ang.).
- ↑ Jerzy Konorski: Integracyjna działalność mózgu. Warszawa: PWN, 1969, s. 79-101, 503-504, 507.
- ↑ Grandmother cell. [w:] World Heritage Encyclopedia i Project Gutenberg Self-Publishing Portal [on-line]. self.gutenberg.org. [dostęp 2015-06-07]. (ang.).
- ↑ Marcin Miłkowski: Komórki babcine i widzenie. Trzy poziomy jeszcze raz Widzenie w analizie odgórnej. [w:] PowerPoint Presentation [on-line]. slideplayer.pl. [dostęp 2015-05-21].
- ↑ The 2014 Nobel Prize in Physiology or Medicine. [w:] Press Release [on-line]. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014, 22 May 2015. [dostęp 2015-05-22]. (ang.).
- ↑ Nasz wewnętrzny GPS. W: Jerzy Vetulani, Maria Mazurek: Bez ograniczeń. Jak rządzi nami mózg. Warszawa: Dom Wydawniczy PWN, 2015, s. 20, seria: Bez Tajemnic. ISBN 978-837-705-819-0, ISBN 978-837-705-820-6.
- ↑ Rodrigo Quian Quiroga. [w:] University of Leicester > Centre for Systems Neuroscience > Staff [on-line]. www2.le.ac.uk. [dostęp 2015-05-22]. (ang.).
- ↑ R. Quian Quiroga, L. Reddy, G. Kreiman, C. Koch, I. Fried. Invariant visual representation by single neurons in the human brain. „Nature”, s. 1102-1107, 23 June 2005. DOI: 10.1038/nature03687. (ang.).
- ↑ Rodrigo Quian Quiroga, Gabriel Kreiman. Postscript: About grandmother cells and Jennifer Aniston neurons. „Psychological Review”, s. 297-299, 2010. (ang.).
- ↑ Rodrigo Quian Quiroga. Akakhievitch revisited: Comment on ”The unreasonable effectiveness of small neural ensembles in high-dimensional brain” by Alexander N. Gorban et al.. „Physics of Life Reviews”. 29, s. 111-114, July 2019. Elsevier. (ang.).
- ↑ Alexander N.Gorban, Valeri A.Makarov, Ivan Y.Tyukin. The unreasonable effectiveness of small neural ensembles in high-dimensional brain. „Physics of Life Reviews”. 29, s. 55-88, July 2019. Elsevier. ISSN 1571-0645. (ang.).
- ↑ Jonathan Edwards BA, MB BCh. [w:] Profil J. Edwardsa [on-line]. [dostęp 2015-05-22]. (ang.).
- ↑ Jonathan CW Edwards: The Nature of Mental Representations: Grandmother, Pontifical and Other Cells. [w:] Strona internetowa University College London [on-line]. UCL, 21 jan 2013. [dostęp 2015-05-22].
- ↑ Jonathan CW Edwards: How Many People Are There In My Head, And In Hers?. [w:] Strona internetowa University College London [on-line]. UCL. [dostęp 2015-05-22]. (ang.).
- ↑ Jonathan CW Edwards: Is Consciousness Only A Property Of Individual Cells?. [w:] Strona internetowa University College London (art. publ. w Journal of Consciousness Studies, Volume 12, No.4-5, pp60-76) [on-line]. UCL. [dostęp 2015-05-22]. (ang.).
- ↑ Jonathan CW Edwards: Reality, Meaning and Knowledge. An account of the world and our place in it (m.in. 6.73. The individual cell as subject: historical ideas, 6.74. Which cells might be customary subjects?. [w:] Strona internetowa University College London [on-line]. UCL. [dostęp 2015-05-22]. (ang.).
- ↑ Jerome Y. Lettvin: The Colors of Colored Things. [w:] Opis bibliograficzny w books.google.pl [on-line]. 1967. [dostęp 2015-05-27].
- ↑ Jerome Y. Lettvin: On Seeing Sidelong. [w:] Opis bibliograficzny w books.google.pl [on-line]. 1976. [dostęp 2015-05-27].
- ↑ Jerome Ysrael Lettvin, Campbell L. Searle, Alvin C. Kibel, Robert Sonné Cohen: Faust and the Faustian Man. [w:] Massachusetts Institute of Technology, Technology and Culture Seminar [on-line]. [dostęp 2015-05-27].
- ↑ red. Larry R. Squire: Jerome Lettvin. [w:] The History of Neuroscience in Autobiography , Tom 2, wyd. Elsevier, opis bibliograficzny w books.google.pl [on-line]. 1998. [dostęp 2015-05-27].
- ↑ Massachusetts Institute of Technology. Research Laboratory of Electronics, Jerome Ysrael Lettvin, United States. Air Force. Office of Scientific Research: Final Report, U.S. Air Force Office of Scientific Research Contract F44620-67-C-0030 Covering the Period September 1, 1966-August 31, 1967. Massachusetts Institute of Technology. Research Laboratory of Electronics, 1967. [dostęp 2015-05-27]. (ang.).
Linki zewnętrzne
edytuj- Wade Anastasia Jere, Jerome Lettvin, Equ Press, 28.08.2011
- James A. Anderson, Edward Rosenfeld, Talking Nets: An Oral History of Neural Networks
- Eric v.d. Luft, Die at the Right Time!: A Subjective Cultural History of the American Sixties, Gegensatz Press, 21.09.2009