Эрик Кандел - Eric Kandel

Эрик Кандел
Эрик Кандел 01.JPG
Кандел на ежегодной встрече Всемирного экономического форума в Давосе, 2013 г.
Родился
Эрик Ричард Кандел

( 1929-11-07 )7 ноября 1929 г. (91 год)
Образование Гарвардский колледж
Медицинский факультет Нью-Йоркского университета
Известен Физиология в обучении и памяти
Супруг (а)
( м.  1956)
Дети 2
Награды Премия Диксона (1983)
Премия Ласкера (1983)
Национальная медаль науки (1988)
Премия Харви (1993)
Премия Вольфа по медицине (1999)
Нобелевская премия по физиологии и медицине (2000)
Научная карьера
Поля Психиатрия , психоанализ и неврология
Учреждения Колледж врачей и хирургов Колумбийского университета
Известные студенты Джеймс Х. Шварц
Том Кэрью
Келси К. Мартин
Прия Раджасетупати
Скотт А. Смолл

Эрик Ричард Кандель ( немецкий: [kandəl] ; родился Эрих Ричард Кандель, 7 ноября 1929) является австрийским и американским врачом , который специализируется в области психиатрии , нейробиолог и профессор по биохимии и биофизики в колледже врачей и хирургов в Колумбийский университет . Он был лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине 2000 года за свои исследования физиологических основ хранения памяти в нейронах . Он разделил приз с Арвидом Карлссоном и Полом Грингардом .

Он является старшим исследователем в Медицинском институте Говарда Хьюза . Он также был директором-основателем Центра нейробиологии и поведения, который сейчас является кафедрой нейробиологии Колумбийского университета. В настоящее время он входит в состав Научного совета Фонда исследований мозга и поведения . Популярный отчет Кандела, рассказывающий о его жизни и исследованиях, « В поисках памяти: появление новой науки о разуме» был удостоен в 2006 году книжной премии Los Angeles Times в области науки и технологий.

Ранние годы

Мать Эрика, Шарлотта Зимельс, родилась в 1897 году в Коломые , Покутья (современная Украина ). Она происходила из еврейской семьи ашкенази . В то время Коломыя входила в состав Австро-Венгрии . Его отец, Герман Кандел, родился в 1898 году в Олеско , Галиция (тогда часть Австро-Венгрии). В начале Первой мировой войны его родители переехали в Вену , Австрия , где они встретились и поженились в 1923 году.

Эрик Кандел родился 7 ноября 1929 года в Вене. Вскоре после этого отец Эрика открыл магазин игрушек. Но, будучи полностью ассимилированными и окультурившимися, они покинули Австрию после того, как страна была аннексирована Германией в марте 1938 года. В результате арианизации ( Arisierung ) нападения на евреев усилились, а еврейская собственность была конфискована. Когда Эрику было 9 лет, он и его 14- летний брат Людвиг сели на « Герольштейн» в Антверпене, Бельгия, и 11 мая 1939 года присоединились к своему дяде в Бруклине , за которым позже последовали его родители.

После прибытия в США и поселился в Бруклине, Кандель был обучен его дедушкой в исследованиях иудейских и был принят в Ешива Flatbush , которую он закончил в 1944 году он принял участие Бруклина Erasmus Hall High School в системе школьного образования Нью - Йорке .

Бакалавриат Кандела в Гарварде изучал историю и литературу. Он написал дипломную работу с отличием на тему «Отношение к национал-социализму трех немецких писателей: Карла Цукмайера , Ханса Каросса и Эрнста Юнгера ». Во время учебы в Гарварде, месте, где в психологии преобладали работы Б. Ф. Скиннера , Кандел заинтересовался обучением и памятью . Однако, хотя Скиннер отстаивал строгое разделение психологии, как ее собственного уровня дискурса, от биологических соображений, таких как неврология, работа Кандела по существу сосредоточена на объяснении отношений между психологией и неврологией.

Мир нейробиологии был открыт для Кандела, когда он встретил Анну Крис, родители которой Эрнст Крис и Марианна Ри были психоаналитиками. Зигмунд Фрейд , пионер в раскрытии важности бессознательных нейронных процессов, лежал в основе интереса Кандела к биологии мотивации, бессознательной и сознательной памяти.

Медицинская школа и ранние исследования

В 1952 году он поступил в Медицинскую школу Нью-Йоркского университета . К окончанию учебы он твердо интересовался биологической основой разума. В это время он познакомился со своей будущей женой Дениз Быстрин . Кандел впервые познакомился с исследованиями в лаборатории Гарри Грундфеста в Колумбийском университете. Компания Grundfest была известна тем, что с помощью осциллографа продемонстрировала, что скорость проводимости потенциала действия зависит от диаметра аксона . Исследователи, с которыми взаимодействовал Кандел, размышляли о технических проблемах, связанных с внутриклеточной записью электрической активности относительно небольших нейронов мозга позвоночных.

После того, как начать свою работу нейробиологическую в трудной чаще электрофизиологии в коре головного мозга , Кандель был поражен прогрессом , который был достигнут путем Стивеном Куффлера с использованием гораздо более экспериментальна доступной системы: нейроны , выделенных из морских беспозвоночных . После того, как стало известно о работе Kuffler в 1955 году, Кандель закончил медицинскую школу и узнал от Стэнли Крейн , как сделать микро - электродов , которые могут быть использованы для внутриклеточных записей раковыми гигантских аксонов .

Карл Лэшли , известный американский нейропсихолог, попытался, но не смог определить анатомический локус для хранения памяти в коре головного мозга. Когда Кандел присоединился к лаборатории нейрофизиологии Национального института здоровья США в 1957 году, Уильям Бичер Сковилл и Бренда Милнер недавно описали пациента HM , который потерял способность формировать новые воспоминания после удаления гиппокампа . Кандел взял на себя задачу выполнить электрофизиологические записи пирамидных нейронов гиппокампа . Работая с Олденом Спенсером, он обнаружил электрофизиологические доказательства потенциалов действия в дендритных деревьях нейронов гиппокампа. Команда также заметила спонтанную активность этих нейронов, подобную кардиостимулятору, а также устойчивое повторяющееся торможение в гиппокампе. Они предоставили первые внутриклеточные записи электрической активности, лежащей в основе эпилептического спайка (внутриклеточный пароксизмальный деполяризующий сдвиг ) и эпилептических потоков спайков (внутриклеточная устойчивая деполяризация). Но что касается памяти, в общих электрофизиологических свойствах нейронов гиппокампа не было ничего, что указывало бы на то, почему гиппокамп был особенным для явного хранения памяти.

Кандел начал понимать, что хранение в памяти должно основываться на модификациях синаптических связей между нейронами и что сложная связность гиппокампа не является лучшей системой для изучения подробных функций синапсов. Кандел знал, что сравнительные исследования поведения, такие как исследования Конрада Лоренца , Нико Тинбергена и Карла фон Фриша, показали, что простые формы обучения обнаруживаются даже у очень простых животных. Кандел считал, что было бы продуктивно выбрать простую животную модель , которая облегчила бы электрофизиологический анализ синаптических изменений, связанных с обучением и хранением памяти. Он считал, что в конечном итоге результаты будут применимы к людям. Это решение было сопряжено с риском: многие ведущие биологи и психологи считали, что ничего полезного о человеческой памяти нельзя узнать, изучая физиологию беспозвоночных.

В 1962 году, после завершения ординатуры по психиатрии, Кандел отправился в Париж, чтобы узнать от Ладислава Тауца о морском моллюске Aplysia californica . Кандел понял, что простые формы обучения, такие как привыкание, сенсибилизация, классическая обусловленность и оперантная обусловленность, могут быть легко изучены с помощью ганглиев, изолированных от аплизии . "Во время регистрации поведения отдельной клетки в ганглии, один путь аксона нерва к ганглию мог стимулироваться слабо электрически как условный [тактильный] стимул, в то время как другой путь стимулировался как безусловный [болевой] стимул, в соответствии с точным протоколом используется для классического кондиционирования интактных животных с помощью естественных стимулов ». Электрофизиологические изменения, возникающие в результате комбинированных стимулов, можно затем отследить до конкретных синапсов. В 1965 году Кандел опубликовал свои первые результаты, включая форму пресинаптической потенциации, которая, казалось, соответствовала простой форме обучения.

Преподаватель Медицинской школы Нью-Йоркского университета

Кандел в 1978 году

Кандел работал в отделениях физиологии и психиатрии Медицинской школы Нью-Йоркского университета , в конечном итоге сформировав Отдел нейробиологии и поведения. Работая с Ирвингом Купферманом и Гарольдом Пинскером, он разработал протоколы для демонстрации простых форм обучения с помощью неповрежденной аплизии . В частности, исследователи показали, что известный ныне рефлекс отдергивания жабр , с помощью которого слизняк защищает свою нежную ткань жабр от опасности, был чувствителен как к привыканию, так и к сенсибилизации. К 1971 году Том Кэрью присоединился к исследовательской группе и помог расширить работу от исследований, ограниченных кратковременной памятью, до экспериментов, которые включали физиологические процессы, необходимые для долговременной памяти .

К 1981 году сотрудники лаборатории, включая Терри Уолтерса, Тома Абрамса и Роберта Хокинса, смогли расширить систему аплизии на изучение классической обусловленности , открытие, которое помогло ликвидировать очевидный разрыв между простыми формами обучения, часто ассоциируемыми с беспозвоночными, и многим другим. сложные типы обучения чаще распознаются у позвоночных. Наряду с фундаментальными исследованиями поведения, другая работа в лаборатории отслеживала нейронные цепи сенсорных нейронов , интернейронов и мотонейронов, участвующих в изученном поведении. Это позволило проанализировать конкретные синаптические связи, которые изменяются при обучении у интактных животных. Результаты лаборатории Кандела убедительно доказали механистическую основу обучения как «изменение функциональной эффективности ранее существовавших возбуждающих связей». Получение Канделом Нобелевской премии по физиологии и медицине 2000 года стало результатом его работы с Aplysia над биологическими механизмами хранения памяти.

Молекулярные изменения во время обучения

Начиная с 1966 года Джеймс Шварц сотрудничал с Канделом в области биохимического анализа изменений в нейронах, связанных с обучением и хранением памяти. К этому времени стало известно, что долговременная память, в отличие от кратковременной, включает синтез новых белков. К 1972 году у них было доказательство того, что вторая молекула- мессенджер циклический АМФ (цАМФ) продуцируется в ганглиях аплизии в условиях, вызывающих формирование кратковременной памяти ( сенсибилизацию ). В 1974 году Кандел перенес свою лабораторию в Колумбийский университет и стал директором-основателем Центра нейробиологии и поведения. Вскоре было обнаружено, что нейромедиатор серотонин , продуцирующий второй мессенджер цАМФ, участвует в молекулярной основе сенсибилизации рефлекса отдергивания жабр. К 1980 году сотрудничество с Полом Грингардом привело к демонстрации того, что цАМФ-зависимая протеинкиназа , также известная как протеинкиназа А (ПКА), действует в этом биохимическом пути в ответ на повышенные уровни цАМФ. Стивен Сигельбаум идентифицировал калиевый канал, который может регулироваться PKA, связывая эффекты серотонина с измененной синаптической электрофизиологией.

В 1983 году Кандел помог сформировать Медицинский научно-исследовательский институт Говарда Хьюза в Колумбии, посвященный молекулярной нейронологии. Затем лаборатория Кандела попыталась определить белки, которые необходимо было синтезировать, чтобы преобразовать кратковременные воспоминания в долговременные. Одной из ядерных мишеней для PKA является белок контроля транскрипции CREB (белок, связывающий элемент ответа цАМФ). В сотрудничестве с Дэвидом Гланзманом и Крейгом Бейли Кандел определил CREB как белок, участвующий в долговременном хранении памяти. Одним из результатов активации CREB является увеличение количества синаптических связей. Таким образом, кратковременная память была связана с функциональными изменениями в существующих синапсах, в то время как долговременная память была связана с изменением количества синаптических связей.

Экспериментальная поддержка изучения хеббского языка

Некоторые из синаптических изменений, наблюдаемых лабораторией Кандела, служат примерами теории Хебба . В одной статье описывается роль хеббийского обучения в сифонно -абстинентном рефлексе аплизии.

Лаборатория Кандела также провела важные эксперименты с использованием трансгенных мышей в качестве системы для исследования молекулярных основ хранения памяти в гиппокампе позвоночных. Первоначальная идея Кандела о том, что механизмы обучения будут сохраняться у всех животных, подтвердилась. Было подтверждено, что нейротрансмиттеры , системы вторичных мессенджеров, протеинкиназы , ионные каналы и факторы транскрипции, такие как CREB, участвуют в обучении и хранении памяти как у позвоночных, так и у беспозвоночных.

Продолжаю работать в Колумбийском университете.

С 1974 года Кандел активно участвует в науке в качестве члена отдела нейробиологии и поведения на факультете психиатрии Колумбийского университета. В 2008 году он и Даниэла Поллак обнаружили, что кондиционирование мышей, связывающее определенный шум с защитой от вреда, поведение, называемое «усвоенной безопасностью», дает поведенческий антидепрессивный эффект, сравнимый с действием лекарств. Это открытие, опубликованное в Neuron , может дать информацию для дальнейших исследований клеточного взаимодействия между антидепрессантами и поведенческими методами лечения.

Кандел также известен своими учебниками, в написании которых он участвовал, например, « Основы нейронных наук» . Впервые опубликованная в 1981 году, а теперь уже в пятом издании, книга часто используется в качестве учебного и справочного пособия в медицинских школах, а также в программах бакалавриата и магистратуры. Кандел был членом Национальной академии наук с 1974 года.

Он также учится в Колумбийском университете с 1974 года и живет в Нью-Йорке .

Известные бывшие члены его лаборатории

  • Джеймс Х. Шварц 1964–1972: Соавтор влиятельного учебника « Принципы неврологии» .
  • Джон Х. (Джек) Бирн 1970–1975: профессор и директор Исследовательского центра неврологии в Центре медицинских наук штата Юта (Медицинская школа Макговерна); основатель и редактор исследовательского журнала Learning and Memory.
  • Том Кэрью 1970–1983: профессор и декан факультета искусств и наук Нью-Йоркского университета, Центр нейронных наук. Бывший президент Общества неврологии.
  • Эдгар Т. Уолтерс 1974–1980: профессор медицинской школы Центра медицинских наук Техасского университета в Хьюстоне.
  • Келси К. Мартин 1992–1999 годы: декан медицинского факультета Дэвида Геффена в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и профессор кафедр биологической химии, психиатрии и биоповеденческих наук.

Современные представления о Вене

Когда Кандел получил Нобелевскую премию в 2000 году, в Вене говорили, что он был «австрийским» Нобелевцем, что он нашел «типично венским: очень оппортунистическим, очень лицемерным, несколько лицемерным». Он также сказал, что это «уж точно не австрийский Нобелевский, а еврейско-американский Нобелевский приз». После этого ему позвонил тогдашний президент Австрии Томас Клестиль и спросил его: «Как мы можем все исправить?» Кандел сказал, что сначала следует переименовать Doktor-Karl-Lueger-Ring; Карл Люгер был мэром Вены-антисемитом, которого Гитлер цитирует в « Майн кампф» . В конце концов улица была переименована в 2012 году. Во-вторых, он хотел, чтобы еврейское интеллектуальное сообщество вернулось в Вену, предоставив стипендии еврейским студентам и исследователям. Он также предложил симпозиум об ответе Австрии на национал-социализм. Кандел с тех пор принял почетное гражданство Вены и участвует в академической и культурной жизни своего родного города, как и Карл Джерасси . Книга Кандела 2012 года «Эпоха проницательности» , выраженная в подзаголовке « В поисках понимания бессознательного в искусстве, разуме и мозге, от Вены 1900 года до наших дней», представляет собой широкомасштабную историческую попытку поставить Вену в основу культурный модернизм.

Награды

Фильмография

Избранные публикации

Книги

  • Кандел, Эрик Р. (1976), Клеточные основы поведения: Введение в поведенческую нейробиологию , Нью-Йорк: WH Freeman & Company, ISBN 978-0-716-70522-2
  • Кандел, Эрик Р. (1978), Клеточно-биологический подход к обучению , Нью-Йорк: Общество нейробиологии, ISBN 978-0-916-11007-9.
  • Кандел, Эрик Р. (1979), Поведенческая биография аплизии: происхождение и эволюция , Нью-Йорк: WH Freeman & Company, ISBN 978-0-716-71070-7.
  • Кандел, Эрик Р .; Шварц, Джеймс Х .; Джесселл, Томас М .; Siegelbaum, Steven A .; Hudspeth, AJ (2012) [1981], Принципы нейронологии (5-е изд.), Нью-Йорк: McGraw-Hill , ISBN 978-0-071-39011-8.
  • Кандел, Эрик Р. (1987), Молекулярная нейробиология в неврологии и психиатрии , Нью-Йорк: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, ISBN 978-0-881-67305-0.
  • Кандел, Эрик Р .; Джесселл, Томас М .; Шварц, Джеймс Х (1995), Основы неврологии и поведения , Нью-Йорк: McGraw-Hill / Appleton & Lange, ISBN 978-0-838-52245-5.
  • Кандел, Эрик Р. (2005), Психиатрия, психоанализ и новая биология разума , Нью-Йорк: American Psychiatric Publishing, ISBN 978-1-585-62199-6.
  • Кандел, Эрик Р. (2007), В поисках памяти: появление новой науки о разуме , Нью-Йорк: WW Norton & Company, ISBN 978-0-393-32937-7.
  • Кандел, Эрик Р. (2012), Эпоха проницательности: поиски понимания бессознательного в искусстве, разуме и мозге, от Вены 1900 года до настоящего времени , Нью-Йорк: Random House, ISBN 978-1-4000-6871-5.
  • Кандел, Эрик Р. (2016), Редукционизм в искусстве и науке о мозге: мосты между двумя культурами , Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета, ISBN 978-0-231-17962-1.
  • Кандел, Эрик Р. (2018), Беспорядочный разум: что необычный мозг говорит нам о себе , Нью-Йорк: Фаррар, Штраус и Жиру, ISBN  9780374287863 .

Статьи

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки