大衛·休伯爾

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更新時間: 2013-12-05

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大衛·休伯爾(David Hunter Hubel,1926年2月27日-)是一位加拿大-美籍神經科學家,目前任哈佛大學神經生物學教授,與合作者托斯坦·威澤爾(Torsten N. Wiesel)由於對視覺系統中視覺信息處理的研究的貢獻,而與另一團隊的科學家羅傑·斯佩里(Roger W. Sperry)共同獲得1981年諾貝爾生理學或醫學獎。 1978年,休伯爾獲得哥倫比亞大學授予的路易莎·格羅斯·霍維茨獎。

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1 大衛·休伯爾 -生平

大衛·休伯爾1926年生於安大略省溫莎,父母親是從美國移居加拿大,祖父輩則是從德國巴伐利亞訥德林根來的移民。1929年時,休伯特全家搬到蒙特利爾居住,並在當地渡過童年,就讀麥吉爾大學時主修數學與物理,隨後修醫學,獲得學位后前往美國發展。1954年他進入約翰·霍普金斯大學醫學院工作,職位是神經內科住院醫生,隨後應召入伍,進入美國海軍的沃爾特·里德醫院。1958年回到約翰·霍普金斯大學,開始了與威澤爾的合作。1959年時轉入哈佛大學執教。

2 大衛·休伯爾 -科學貢獻

大衛·休伯爾 大衛·休伯爾

休伯爾和威澤爾所做的實驗大幅擴展了科學界關於感覺信號處理的知識。在1959年的一次實驗中,他們將玻璃包被的鎢絲微電極插入麻醉貓的初級視皮層,然後在置於貓前方的幕布上投射出一條光帶,改變光帶的空間方位角度,用微電極記錄神經元的發放。他們發現當光帶處於某個空間方位角度時,發放最為強烈。而且不同的神經元對不同空間方位的偏好不盡相同。還有些神經元對亮光帶和暗光帶的反應模式也不相同。休伯爾和威澤爾將這種神經元稱為簡單細胞." 初級視皮層里另外的那些神經元,叫做複雜細胞,這些細胞對於其感受野中的邊界信息比較敏感,還可以檢測其感受野中的運動信息。 這些研究給人們展示了視覺系統是怎樣將簡單的視覺特徵在視皮層呈現出來的。

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3 大衛·休伯爾 -獲獎理由

休伯爾和威澤爾被授予諾貝爾生理學和醫學獎主要是基於他們下面的兩項成就:第一,他們在二十世紀六七十年代在視覺系統發育方面的研究,發現了眼優勢柱。第二,他們的工作奠定了視覺神經生理學的基礎。他們的工作給人們呈現了視覺系統是如何將來自外界的視覺信號傳遞到視皮層,並通過一系列處理過程(包括邊界檢測、運動檢測、立體深度檢測和顏色檢測),最後在大腦中構建出一幅視覺圖像的。他們通過對小貓的一隻眼睛(A)進行關鍵期視覺剝奪(縫上眼皮,使其不能接收視覺輸入),發現原本應當分配給這隻眼睛(A)的視皮層代表區域全部被分配給了另外一隻眼睛(B)。這個發現使得我們能夠理解弱視現象:在視覺系統發育的關鍵期視覺剝奪不均衡導致的一種視覺缺陷。在關鍵期進行視覺剝奪以後,這些小貓就沒有發育出能夠接受雙眼視覺信息輸入的雙眼細胞,因此喪失雙眼視覺能力。休伯爾和維厄澤爾的實驗結果表明,眼優勢柱的發育過程在動物幼年時代一旦完成,便已定型。這項研究為我們了解和治療幼兒白內障和斜視打開了大門。對於大腦皮層的神經元可塑性的研究也非常重要。另外我們對感覺系統信號處理過程的認識啟發了人們對於計算機視覺中物體特徵識別和寬基線匹配中尺度不變特徵轉換(SIFT)特性的理解。 

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