Эрик Кандел - Eric Kandel
Эрик Кандел | |
---|---|
Родился |
Эрик Ричард Кандел
7 ноября 1929 г. |
Образование |
Гарвардский колледж Медицинский факультет Нью-Йоркского университета |
Известен | Физиология в обучении и памяти |
Супруг (а) | |
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 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
- Член Американской академии искусств и наук (1976).
- Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (1983)
- Международная премия Фонда Гэрднера (1987)
- Премия НАН Украины по научной обзорному в Национальной академии наук (1988)
- Национальная медаль науки (1988)
- Премия Пасарова (1988)
- Член Немецкой академии наук Леопольдина (1989 г.) (Национальная академия наук, с 2008 г.).
- Приз Харви (1993)
- Премия Ральфа У. Джерарда в области нейробиологии (1997)
- Премия Вольфа в области медицины (1999)
- Нобелевская премия по физиологии и медицине (2000) (совместно с Арвидом Карлссоном и Полом Грингардом )
- Премия Чарльза Дана за новаторские достижения в области здравоохранения (1997)
- Австрийское украшение науки и искусства (2005)
- Бенджамин Франклин медаль за выдающиеся достижения в области наук о Американского философского общества (2006)
- Премия Виктора Франкла города Вены ( Институт Виктора Франкла , 2008)
- Почетный гражданин города Вены (2009 г.)
- Почетный доктор в Норвежском университете науки и техники (2011)
- Большой почетный знак в серебре со звездой за заслуги перед Австрийской Республикой (2012 г.)
- Pour le Mérite for Arts and Sciences (Германия)
- Иностранный член Королевского общества (2013)
- Член комитета по присуждению премии Кавли в области неврологии, 2007–2010 гг.
- Избран почетным членом Королевского общества Эдинбурга (2018)
Фильмография
- Петра Сигер , В поисках памяти (2008)
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
- Маллерет Дж., Аларкон Дж. М., Мартель Дж., Такидзава С., Вронская С., Инь Д., Чен И. З., Кандел Э. Р., Шумятский Г. П. (март 2010 г.). «Двунаправленная регуляция долговременной синаптической пластичности гиппокампа и ее влияние на противоположные формы памяти» . J. Neurosci . 30 (10): 3813–25. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.1330-09.2010 . PMC 6632240 . PMID 20220016 .
- Акил Х., Бреннер С., Кандел Э., Кендлер К.С., Кинг М.С., Сколник Э., Уотсон Д.Д., Зогби Х.Й. (март 2010 г.). «Медицина. Будущее психиатрических исследований: геномы и нейронные цепи» . Наука . 327 (5973): 1580–1. DOI : 10.1126 / science.1188654 . PMC 3091000 . PMID 20339051 .
- Симпсон Э. Х., Келлендонк С., Кандел Э. (март 2010 г.). «Возможная роль полосатого тела в патогенезе когнитивных симптомов шизофрении» . Нейрон . 65 (5): 585–96. DOI : 10.1016 / j.neuron.2010.02.014 . PMC 4929859 . PMID 20223196 .
- Си К., Чой Й.Б., Уайт-Гриндли Э., Маджумдар А., Кандел Э. Р. (февраль 2010 г.). «Аплизия CPEB может образовывать прионоподобные мультимеры в сенсорных нейронах, которые способствуют долгосрочному облегчению» . Cell . 140 (3): 421–35. DOI : 10.1016 / j.cell.2010.01.008 . PMID 20144764 . S2CID 14305206 .
- Кандел ER (октябрь 2009 г.). «Биология памяти: сорокалетняя перспектива» . J. Neurosci . 29 (41): 12748–56. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.3958-09.2009 . PMC 6665299 . PMID 19828785 .
- Муццио И.А., Левита Л., Кулкарни Дж., Монако Дж., Кентрос С., Стед М., Эбботт Л.Ф., Кандел ER (июнь 2009 г.). «Внимание усиливает извлечение и стабильность зрительно-пространственных и обонятельных представлений в дорсальном гиппокампе» . PLOS Biol . 7 (6): e1000140. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1000140 . PMC 2696347 . PMID 19564903 .
Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
- Интервью с Канделом, июнь 2006 г., на немецком языке.
- Профиль факультета Эрика Кандела на кафедре психиатрии Колумбийского университета
- Веб-сайт Колумбийского университета Эрика Кандела
- В поисках помощи документам Эрика Кандела в Колумбийском университете. Библиотека редких книг и рукописей
- Science Friday: 13 октября 2000 г., интервью NPR
- Эрик Кандел - Жизнь Нобеля
- Патенты США Эрика Р. Кандела
- Эрик Кандел о Чарли Роузе
- «Эрик Кандел дал интервью Web of Stories » . Сеть историй .
- Эрик Кандел на Nobelprize.org