Horace Barlow

Horace Basil Barlow
Data urodzenia

8 grudnia 1921

Data śmierci

5 lipca 2020

Zawód, zajęcie

neurofizjolog,
psychofizyk wzroku

Narodowość

brytyjska

Alma Mater

University of Cambridge,
Harvard University (post-doc)

Uczelnia

Trinity College (Cambridge)

Krewni i powinowaci

pradziadek
– Karol Darwin

Odznaczenia
FRS, Australia Prize

Horace Basil Barlow (ur. 8 grudnia 1921, zm. 5 lipca 2020[1]) – brytyjski neurofizjolog i psychofizyk wzroku związany z Trinity College (Cambridge), członek Royal Society, prekursor badań mechanizmu przetwarzania informacji wzrokowych, które kontynuowali m.in. laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (1981), David Hubel i Torsten Wiesel[2][3].

Życiorys

Matka Horacego Barlowa,
Lady Nora Barlow była córką Horacego Darwina (dziewiąte dziecko, piąty syn Karola i Emmy Darwin)
(c) Peter Facey, CC BY-SA 2.0
Winchester College

Był członkiem rodziny wybitnych angielskich przyrodników, prawnukiem Karola Darwina. Uczęszczał do Winchester College, a następnie studiował nauki przyrodnicze na University of Cambridge oraz medycynę w Harvard Medical School i University College Hospital w Londynie. Studiował matematykę i fizykę wspólnie z Freemanem Dysonem (fizykiem teoretykiem, astrofizykiem, zob. sfera Dysona), Jamesem Lighthillem (matematykiem, pionierem aeroakustyki), Christopherem Longuet-Higginsem (chemikiem-teoretykiem, zainteresowanym kognitywistyką[4]). Silne wrażenie wywarł na nim w tym okresie artykuł późniejszego laureata Nagrody Nobla (1963), Alana Hodgkina, nt. Evidence for electrical transmission in nerve (1937)[5], dotyczący powstawania potencjałów czynnościowych w neuronach[4]. Studia w Cambridge kończył pod naukową opieką Edgara D. Adriana (laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w roku 1932 „za odkrycia dotyczące funkcji neuronów”) oraz Williama Rushtona, zainteresowanego widzeniem barwnym[6][7][a]. Uzyskał doktorat w dziedzinie neurofizjologii mózgu[9][6]. Studia podoktoranckie odbył w Harvard University pod kierownictwem pasjonata neurofizjologii, Stephena Kufflera[10].

Jako profesor University of Cambridge pozostał wierny dziedzinie neurofizjologii, a przede wszystkim doświadczalnym i teoretycznym badaniom systemu wzrokowego[6]. Pracę w Cambridge przerwał w roku 1964, udając się do University of California w Berkeley, skąd wrócił do Cambridge po dziewięciu latach[4].

W Berkeley jego współpracownikami byli m.in. Colin Blakemore i Donald I.A. MacLeod. Za jego uczniów są uważani neurofizjolodzy[9]:

  • Cambridge – Denis G. Pelli, Kathy T. Mullen, Peter Foldiak, Curtis L. Baker, Dan Kersten, Adar Pelah, Srimant Tripathy, Willy Wong
  • University of Oxford – Michael Hawken,
  • University of California (Berkeley) – Colin Blakemore, Clyde W. Oyster, Ralph D. Freeman, John D. Pettigrew, William R. Levick, Ken Nakayama, Stephen S. Easter Jr

Tematyka badań

Budowa siatkówki oka[11]
Fragment drogi wzrokowej (zob. fotoreceptory, pasmo wzrokowe, ciała kolankowate boczne)

Gdy Horacy Barlow rozpoczynał badania wzroku i mózgu zwierząt (początek lat 40.XX w.), wiedza na ten temat była uboga – wiedziano zaledwie, że oczy reagują na światło, a „włókna nerwowe” – wiązki neurytów przekazują impulsy elektryczne do tylnej części mózgu (zob. droga wzrokowa, kora wzrokowa, analizator zmysłowy), gdzie powstaje rozpoznawalne wrażenie[12]. Horace Barlow rozpoczął badania zmierzające do wyjaśnienia roli pojedynczych komórek układu nerwowego w procesie poznawania otoczenia, decydującym o zachowaniach zwierzęcia (behavior, zob. m.in. Iwan Pawłow, odruchy, wzmocnienie). Poszukiwał odpowiedzi na pytania o najmniejszą liczbę komórek nerwowych, które pełnią określone funkcje życiowe[12][b].

Artykuł H. Barlowa na temat funkcji pojedynczych neuronów w siatkówce oka, przygotowany wspólnie z W.A.H. Rushtonem, ukazał się już w roku 1943 (Single-Fibre Response from an Intact Animal[8]). W roku 1953 opublikowano m.in. artykuły Summation and inhibition in the frog's retina[17] i Action potentials from the frog's retina[18][19][20].

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[21].

Prace były bardzo inspirujące dla kolejnych pokoleń neurofizjologów. Badania procesów zachodzących w nieruchomym oku żaby, reagującym na szybki ruch drobnych obiektów w polu widzenia ('trigger features', wyzwalanie odruchu chwytania pokarmu), kontynuował m.in. Jerome Lettvin[19][12][21].

Prowadzone przez Barlowa i Levicka badania pojedynczych komórek siatkówki oka królików doprowadziły do wykazania (1960), że zostają one pobudzane tylko wtedy, gdy „obiekty wyzwalające” poruszają się w określonym kierunku (taka selektywność kierunku jest uważana za podstawę spostrzegania ruchu)[c][12].

Również inne badania, wykonywane przez Horacego Barlowa i współpracowników, były ukierunkowane na wyjaśnienie, w jaki sposób system wzrokowy umożliwia wyodrębnienie – spośród wielu bodźców docierających z otoczenia – tej ich części, która ma dla organizmu najbardziej istotne znaczenie. Zajmował się m.in. problemami hamowania obocznego, możliwościami rozpoznania sygnałów istotnych na tle szumu (w warunkach zmienności oświetlenia tła obserwowanego obiektu) lub zagadnieniami zmian wrażliwości oka po „adaptacji do ciemności”[4][18][22].

Publikacje

Lista publikacji Horacego Barlowa, dostępnych w Trinity College, obejmuje ok. 200 pozycji[22]. Za najważniejsze bywają uznawane (wybór według NCBI, U.S. National Library of Medicine)[23]:

  • Preface. Seeing and doing: how vision shapes animal behaviour. Barlow H. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2014 Jan 6;369(1636):20130615. doi: 10.1098/rstb.2013.0615. Print 2014
  • Linking minds and brains. Barlow H. Vis Neurosci. 2013 Nov;30(5-6):207-17. doi: 10.1017/S0952523813000291. Epub 2013 Aug 21
  • Perceived motion is influenced by random dynamic information. Bowns L, Barlow HB. Perception. 2011;40(2):135-42
  • Cross- and auto-correlation in early vision. Barlow H, Berry DL. Proc Biol Sci. 2011 Jul 7;278(1714):2069-75. doi: 10.1098/rspb.2010.2170. Epub 2010 Dec 8
  • Single units and sensation: a neuron doctrine for perceptual psychology? Barlow HB. Perception. 2009;38(6):795-8
  • Perceptions, reflections, and new directions in Biological Cybernetics: Horace Barlow in conversation with Leo van Hemmen and John Rinzel. Biol Cybern. 2009 Jan;100(1):5-10. doi: 10.1007/s00422-008-0286-1
  • Convergent evidence for the visual analysis of optic flow through anisotropic attenuation of high spatial frequencies. Barlow HB, Olshausen BA. J Vis. 2004 May 18;4(6):415-26

Wyróżnienia

Uwagi

  1. ↑ Z W.A.H. Rushtonem H. Barlow wykonał m.in. pracę nt. Single-Fibre Response from an Intact Animal, opublikowaną w Nature w roku 1943[8].
  2. ↑ Poszukiwania roli pojedynczych neuronów w procesach poznawczych mieszczą się w szerokim nurcie badań działania mózgu, obejmujących nie tylko mechanizmy odbierania wrażeń zmysłowych, lecz również kształtowania się świadomości, osobowości i samoświadomości. W tym nurcie popularne są np. koncepcja jednostek gnostycznych i percepcji jednostkowych Jerzego Konorskiego[13] lub pojęcia „Pontifical Cell”, „Grandmother Cell” [14][15] i inne, w tym „Place Cell” – „komórka miejsca”, element GPS mózgu (Nagroda Nobla 2014)[16].
  3. ↑ Podobne – bardziej złożone – badania procesów zachodzących w oku ssaków wykonali w roku 1962 David Hubel i Torsten Wiesel, wyróżnieni Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w roku 1981

Przypisy

  1. ↑ Tributes Paid to Professor Horace Barlow
  2. ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1981. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014, 2015-01-06. [dostęp 2009-10-25].
  3. ↑ Charles G. Gross: Brain, Vision, Memory: Tales in the History of Neuroscience (informacje bibliograficzne i fragment w books.google.pl). MIT Press, 1999, s. 81.
  4. ↑ a b c d Horace Barlow Interviewed by David Burr. Horace Barlow. „Current Biology”. 8 (12), s. R502–R503, 24 June 2008. Published by Elsevier Ltd.. DOI: 10.1016/j.cub.2008.04.005. (ang.). 
  5. ↑ A.L. Hodgin. Evidence for electrical transmission in nerve, Part II. „J Physiol.”, s. 211–232, 1937 Jul 15. (ang.). 
  6. ↑ a b c Philip Husbands, Owen Holland, Michael Wheeler w: The Mechanical Mind in History: An Interview with Horace Barlow. [w:] Rozdział 'The Mechanical Mind in History' [on-line]. MIT Press. [dostęp 2015-06-05]. (ang.).
  7. ↑ William AH Rushton (Retina). [w:] Physiology Academic Tree [on-line]. academictree.org/physiology. [dostęp 2015-06-05]. (ang.).
  8. ↑ a b W.A.H. Rushton, H.B. Barlow. Single-Fibre Response from an Intact Animal. „Nature”, s. 597-598, 20 November 1943. DOI: 10.1038/152597b0. (ang.). 
  9. ↑ a b Horace Barlow - Neurotree. [w:] neurotree.org [on-line]. [dostęp 2015-05-26]. (ang.).; Barlow-Neurotree info
  10. ↑ Michael Mohammadi: Mini-Biography: The Passionate Neuroscientist Stephen W. Kuffler. [w:] A Science Driven Life [on-line]. [dostęp 2015-06-05]. (ang.).
  11. ↑ Budowa narządu wzroku. [w:] Okulistyka.mp.pl > Zdrowe oczy [on-line]. Medycyna Praktyczna. [dostęp 2015-06-06].
  12. ↑ a b c d e 1993 Australia Prize, Professor Horace Barlow (UK). [w:] www Prime Minister's Prizes for Science and the Australia Prize [on-line]. Commonwealth of Australia, 25 June 2014. [dostęp 2016-11-10]. (ang.).
  13. ↑ Jerzy Konorski: Integracyjna działalność mózgu. Warszawa: PWN, 1969, s. 79-101, 503-504, 507.
  14. ↑ 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].
  15. ↑ 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. DOI: 10.1038/scientificamerican0213-30. ISSN 0036-8733. (ang.). 
  16. ↑ 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.).
  17. ↑ H. B. Barlow. Summation and inhibition in the frog's retina. „J Physiol.”, s. 69–88, 1953 Jan 28. (ang.). 
  18. ↑ a b Horace Barlow. [w:] Cambridge Neuroscience [on-line]. University of Cambridge. [dostęp 2015-05-27]. (ang.).
  19. ↑ a b Connection from Horace Barlow to Jerome Y Lettvin. [w:] neurotree.org [on-line]. [dostęp 2015-05-26]. (ang.).
  20. ↑ H. B. Barlow. Action potentials from the frog's retina. „J Physiol.”, s. 58–68, 1953 Jan 28. (ang.). 
  21. ↑ a b Aronson, Zimbardo i inni,: Psychologia i życie, wyd. 2. 1996, s. 354.
  22. ↑ a b Professor Horace Barlow. [w:] Publications [on-line]. trin-hosts.trin.cam.ac.uk, January 2009. [dostęp 2015-06-05]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-12-30)]. (ang.).
  23. ↑ Lista publikacji. [w:] Barlow Horace - PubMed (Sort by Most Recent) [on-line]. US National Library of Medicine. [dostęp 2015-05-28]. (ang.).; zob. też Barlow H.
  24. ↑ Fellows. [w:] www Royal Society [on-line]. royalsociety.org. [dostęp 2015-06-07]. (ang.).
  25. ↑ Directory of fellows > Professor Horace Basil Barlow F.R.S.. [w:] Strona internetowa Trinity College (University of Cambridge) [on-line]. www.trin.cam.ac.uk. [dostęp 2015-06-07]. (ang.).
  26. ↑ a b Horace Barlow: Selectivity and Symmetry in the Function of the Cerebral Cortex Horace Barlow. [w:] The Science Network (videon, 1 hours 11 minutes) [on-line]. May 15, 2009. [dostęp 2015-06-06]. (ang.).

Linki zewnętrzne

Laureaci Royal Medal (XX wiek)
1901–1909
1910–1919
lata 20.
lata 30.
lata 40.
lata 50.
lata 60.
lata 70.
lata 80.
lata 90.
rok 2000

George-IV-of-Great-Britain-cropped.png

Media użyte na tej stronie

George-IV-of-Great-Britain-cropped.png
Autor: Wikimedia Commons, Licencja: CC BY-SA 4.0
King George IV of Great Britain, a cropped version of the painting
Retina-pl.svg
Autor: Author Pancrat, Licencja: CC BY 3.0
udowa siattkówki oka
Ganglion cell-pl.svg
Autor: Pancrat, Licencja: CC BY 3.0
Schemat budowy siatkówki oka
Winchester College - geograph.org.uk - 1226131.jpg
(c) Peter Facey, CC BY-SA 2.0
Winchester College Seen from College Street. The tower and window are of the chapel. See http://www.winchestercollege.co.uk/