休伯尔的父母都是美国人,后来移民加拿大,因此休伯尔一出生就拥有美、加双重国籍。他在麦吉尔大学主修数学与物理,读研究生时却转为医学,并且在1951年获得了博士学位。1954年,他来到美国约翰·霍普金斯大学医学院,担任神经内科住院医生。但很快,他就被征召入伍,在沃尔特·里德陆军研究所工作。1958年,休伯尔回到约翰·霍普金斯大学医学院,开始了与维泽尔长达25年的合作,在沃尔特·里德研究所工作时,休伯尔已在猫的外侧膝状体和初级视皮层方面有了一些研究,他还发明了钨丝电极,并用其在脑中各处进行记录。维泽尔正是在到休伯尔那儿取经,学习钨丝电极的制备和应用时,认识休伯尔的。
当时休伯尔把钨丝电极埋藏在猫脑中,比较猫在睡眠和清醒时视觉通路中细胞的发放模式有什么不同,其目的是想阐明睡眠对皮层的影响问题。当他把自己准备从初级视皮层进行记录的计划告诉同事时,许多同事的反应都是:“为什么要研究纹状皮层呢?荣格(Richard Jung)已经彻底地对此进行过研究了。”
事实上,德国神经科学家荣格的实验室从1952年起就开始研究纹状皮层单细胞对光刺激的反应了。他们花了2年时间建立起了一套当时最先进的记录视皮层细胞的仪器,用的刺激光是弥散光。荣格研究组最终发现,初级视皮层的细胞按照其对弥散光的反应可以分成四大类:只在给光时有反应的给光细胞,只在撤光时才有反应的撤光细胞,在给光或撤光时均有反应的给光—撤光细胞,以及对弥散光刺激根本没有反应的细胞。荣格研究组将最后一类细胞称为A型细胞。
既然对象一样,休伯尔怎样和荣格竞争呢?要知道荣格拥有当时最先进的设备,而休伯尔只有一套东拼西凑而成的老设备;荣格在视皮层上已经工作了6年,他的团队是当时世界上唯一的一个在视皮层单细胞上进行过记录的实验组,而休伯尔才刚刚进入视皮层研究的领域;荣格当时已经是视皮层生理学研究的权威,而休伯尔只不过是一个初出茅庐的博士后。不过休伯尔并不感到担心,因为当时他的目的是研究睡眠对皮层的影响,而对视觉的研究只是一种副业罢了。
最初,休伯尔采用的刺激也是弥散光,因为当猫睡眠时透过眼睑的光都是弥散的,为了进行对照实验,休伯尔对清醒猫使用的刺激也是弥散光。他很快就重复出了荣格的主要工作,并且在实验结束之后均标定了所记录的位置。而定位的结果表明有些荣格所讲的给光细胞是从白质上记录到的。如果真是这样的话,那就不能排除荣格所讲的皮层细胞中,有些可能实质上是源自外膝体的神经纤维,而非皮层细胞。休伯尔发现有大量细胞对弥散光根本没有反应,应属于荣格所说的A型细胞。休伯尔想也许运动是比单纯给弥散光更有意义的刺激,于是他在猫的眼前挥手,结果发现有些细胞对手的运动方向有选择性,这是提示视皮层细胞在功能上比外膝体细胞要更复杂的第一个迹象。最后,他发现正是那些对弥散光不起反应的细胞才是视皮层细胞,而荣格所发现的“给光细胞”、“撤光细胞”和“给光—撤光细胞”实际上都是从外膝体发出的神经纤维。这样,荣格的发现除了视皮层细胞对弥散光不起反应之外并没有多大内容。
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