Eric Kandel - Eric Kandel

Eric Kandel
Eric Kandel 01.JPG
Kandel na dorocznym spotkaniu Światowego Forum Ekonomicznego w Davos, 2013
Urodzić się
Eric Richard Kandel

( 1929-11-07 )7 listopada 1929 (wiek 91)
Edukacja Harvard College
New York University School of Medicine
Znany z Fizjologia z uczenia się i pamięci
Małżonka(e)
( m.  1956)
Dzieci 2
Nagrody Nagroda Dicksona (1983)
Nagroda Laskera (1983)
Narodowy Medal Nauki (1988)
Nagroda Harveya (1993)
Nagroda Wolfa w medycynie (1999)
Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (2000)
Kariera naukowa
Pola Psychiatria , psychoanaliza i neuronauka
Instytucje Columbia University College of Physicians and Surgeons
Znani studenci James H Schwartz
Tom Carew
Kelsey C. Martin
Priya Rajasethupathy
Scott A. Small

Eric Richard Kandel ( niemiecki: [kandəl] ; ur Erich Richard Kandel, 7 listopada 1929) jest austriackim urodzony amerykański lekarz , który specjalizuje się w psychiatrii , A neurolog i profesor od biochemii i biofizyki na Kolegium Lekarzy i Chirurgów w Uniwersytet Kolumbii . Był laureatem Nagrody Nobla w 2000 r. w dziedzinie fizjologii lub medycyny za badania nad fizjologicznymi podstawami przechowywania pamięci w neuronach . Dzielił nagrodę z Arvidem Carlssonem i Paulem Greengardem .

Jest starszym badaczem w Instytucie Medycznym Howarda Hughesa . Był także dyrektorem założycielem Centrum Neurobiologii i Zachowania, które jest obecnie Wydziałem Neuronauki na Uniwersytecie Columbia. Obecnie zasiada w Radzie Naukowej Fundacji Badań nad Mózgiem i Zachowaniem . Spopularyzowana relacja Kandela, opisująca jego życie i badania, W poszukiwaniu pamięci: Pojawienie się nowej nauki o umyśle , została nagrodzona w 2006 r. nagrodą Los Angeles Times Book Prize w dziedzinie nauki i technologii.

Wczesne lata

Matka Erica, Charlotte Zimels, urodził się w 1897 roku w Kołomyja , Pokucia (nowoczesny Ukraina ). Pochodziła z żydowskiej rodziny aszkenazyjskiej . Kołomyja była wówczas częścią Austro-Węgier . Jego ojciec, Hermann Kandel, urodził się w 1898 roku w Olesko , Galicia (wówczas częścią Austro-Węgier). Na początku I wojny światowej jego rodzice przenieśli się do Wiednia w Austrii , gdzie poznali się i pobrali w 1923 roku.

Eric Kandel urodził się 7 listopada 1929 roku w Wiedniu. Wkrótce potem ojciec Erica założył sklep z zabawkami. Jednak, choć całkowicie zasymilowali się i akulturowali, opuścili Austrię po aneksji kraju przez Niemcy w marcu 1938 roku. W wyniku aryanizacji ( Arisierung ) nasiliły się ataki na Żydów i konfiskowano ich mienie. Kiedy Eric miał 9 lat, on i jego 14-letni brat Ludwig weszli na pokład statku Gerolstein w Antwerpii w Belgii i 11 maja 1939 r. dołączyli do swojego wuja na Brooklynie , a później jego rodzice.

Po przybyciu do Stanów Zjednoczonych i osiedleniu się na Brooklynie, Kandel uczył się u swojego dziadka judaizmu i został przyjęty do jesziwy Flatbush , którą ukończył w 1944 roku. Uczęszczał do Brooklyn's Erasmus Hall High School w systemie szkolnym Nowego Jorku .

Studia licencjackie Kandela na Harvardzie to historia i literatura. Napisał pracę dyplomową pt. „Stosunek trzech niemieckich pisarzy: Carla Zuckmayera , Hansa Carossy i Ernsta Jüngera wobec narodowego socjalizmu ”. Podczas pobytu na Harvardzie, miejscu gdzie psychologia była zdominowana przez prace BF Skinnera , Kandel zainteresował się uczeniem się i pamięcią . Jednakże, podczas gdy Skinner opowiadał się za ścisłym oddzieleniem psychologii jako własnego poziomu dyskursu od rozważań biologicznych, takich jak neurologia, praca Kandela zasadniczo koncentruje się na wyjaśnieniu relacji między psychologią a neurologią.

Świat neuronauki otworzył się przed Kandelem, kiedy poznał Annę Kris, której rodzice Ernst Kris i Marianne Rie byli psychoanalitykami. Zygmunt Freud , pionier w odkrywaniu znaczenia nieświadomych procesów neuronalnych, był źródłem zainteresowania Kandela biologią motywacji oraz nieświadomej i świadomej pamięci.

Szkoła medyczna i wczesne badania

W 1952 rozpoczął naukę w New York University Medical School . Po ukończeniu studiów był mocno zainteresowany biologiczną podstawą umysłu. W tym czasie poznał swoją przyszłą żonę Denise Bystyn . Kandel został po raz pierwszy wystawiony na badania w laboratorium Harry'ego Grundfesta na Uniwersytecie Columbia. Grundfest był znany z używania oscyloskopu do wykazania, że prędkość przewodzenia potencjału czynnościowego zależy od średnicy aksonu . Badacze, z którymi Kandel wchodził w interakcje, rozważali techniczne wyzwania związane z wewnątrzkomórkowymi zapisami aktywności elektrycznej stosunkowo małych neuronów mózgu kręgowców.

Po rozpoczęciu neurobiologicznych pracę w trudnych gąszczu elektrofizjologii w korze mózgowej , Kandel był pod wrażeniem postępów, które zostały wykonane przez Stephena Kuffler używając znacznie bardziej eksperymentalnie dostępny System: neuronów wyizolowanych z bezkręgowców morskich . Po zapoznaniu się z pracą Kuffler w 1955 Kandel ukończył studia medyczne i dowiedział się od Stanley Crain jak zrobić mikro elektrod , które mogłyby być wykorzystane do wewnątrzkomórkowych nagrań raków olbrzymich aksonów .

Karl Lashley , znany amerykański neuropsycholog, bezskutecznie próbował zidentyfikować anatomiczne miejsce przechowywania pamięci w korze mózgowej. Kiedy Kandel dołączył do Laboratorium Neurofizjologii w Narodowym Instytucie Zdrowia USA w 1957 roku, William Beecher Scoville i Brenda Milner niedawno opisali pacjenta HM , który utracił zdolność tworzenia nowych wspomnień po usunięciu hipokampa . Kandel podjął się wykonania zapisu elektrofizjologicznego z neuronów piramidowych hipokampa . Współpracując z Aldenem Spencerem, znalazł elektrofizjologiczne dowody na potencjały czynnościowe w drzewach dendrytycznych neuronów hipokampa. Zespół zauważył również spontaniczną, podobną do rozrusznika aktywność tych neuronów, a także silne, nawracające hamowanie w hipokampie. Dostarczyli pierwszych wewnątrzkomórkowych zapisów aktywności elektrycznej, która leży u podstaw wyskoku padaczkowego (wewnątrzkomórkowe napadowe przesunięcie depolaryzacyjne ) i epileptycznych przebiegów kolców (wewnątrzkomórkowa trwała depolaryzacja). Ale jeśli chodzi o pamięć, w ogólnych właściwościach elektrofizjologicznych neuronów hipokampa nie było nic, co sugerowałoby, dlaczego hipokamp był wyjątkowy dla jawnego przechowywania pamięci.

Kandel zaczął zdawać sobie sprawę, że przechowywanie pamięci musi opierać się na modyfikacjach połączeń synaptycznych między neuronami i że złożona łączność hipokampu nie zapewnia najlepszego systemu do szczegółowego badania funkcji synaps. Kandel zdawał sobie sprawę, że badania porównawcze zachowania, takie jak te prowadzone przez Konrada Lorenza , Niko Tinbergena i Karla von Frischa, wykazały, że proste formy uczenia się można znaleźć nawet u bardzo prostych zwierząt. Kandel uważał, że produktywne byłoby wybranie prostego modelu zwierzęcego , który ułatwiłby analizę elektrofizjologiczną zmian synaptycznych związanych z uczeniem się i przechowywaniem pamięci. Uważał, że ostatecznie wyniki będą miały zastosowanie do ludzi. Ta decyzja nie była pozbawiona ryzyka: wielu starszych biologów i psychologów uważało, że niczego użytecznego nie można dowiedzieć się o ludzkiej pamięci, studiując fizjologię bezkręgowców.

W 1962 roku, po ukończeniu rezydentury z psychiatrii, Kandel wyjechał do Paryża, aby dowiedzieć się od Ladislava Tauca o mięczaku morskim Aplysia californica . Kandel zdał sobie sprawę, że proste formy uczenia się, takie jak habituacja, uczulanie, warunkowanie klasyczne i warunkowanie instrumentalne, można łatwo badać na zwojach izolowanych z Aplysii . „Podczas rejestrowania zachowania pojedynczej komórki w zwoju, jedna ścieżka aksonów nerwowych do zwoju mogła być stymulowana słabo elektrycznie jako warunkowany bodziec [dotykowy], podczas gdy inna ścieżka była stymulowana jako bodziec bezwarunkowy [ból], zgodnie z dokładnym protokołem stosowany do klasycznego kondycjonowania z naturalnymi bodźcami u nienaruszonych zwierząt." Zmiany elektrofizjologiczne wynikające z połączonych bodźców można było następnie prześledzić do konkretnych synaps. W 1965 Kandel opublikował swoje wstępne wyniki, w tym formę wzmocnienia presynaptycznego, która wydawała się odpowiadać prostej formie uczenia się.

Członek wydziału w New York University Medical School

Kandel w 1978 roku

Kandel objął stanowisko na Wydziale Fizjologii i Psychiatrii Szkoły Medycznej Uniwersytetu Nowojorskiego , ostatecznie tworząc Wydział Neurobiologii i Zachowania. Pracując z Irvingiem Kupfermanem i Haroldem Pinskerem, opracował protokoły do ​​demonstrowania prostych form uczenia się przez nienaruszoną Aplysię . W szczególności naukowcy wykazali, że słynny obecnie odruch cofania skrzeli , dzięki któremu ślimak chroni delikatną tkankę skrzeli przed niebezpieczeństwem, był wrażliwy zarówno na przyzwyczajenie, jak i uczulenie. W 1971 Tom Carew dołączył do grupy badawczej i pomógł rozszerzyć prace z badań ograniczonych do pamięci krótkotrwałej do eksperymentów, które obejmowały procesy fizjologiczne wymagane dla pamięci długotrwałej .

Do 1981 r. członkowie laboratorium, w tym Terry Walters, Tom Abrams i Robert Hawkins, byli w stanie rozszerzyć system Aplysia o badanie warunkowania klasycznego , co pomogło zamknąć widoczną lukę między prostymi formami uczenia się często związanymi z bezkręgowcami a innymi złożone typy uczenia się częściej rozpoznawane u kręgowców. Oprócz podstawowych badań behawioralnych, inne prace w laboratorium śledziły obwody neuronalne neuronów czuciowych , interneuronów i neuronów ruchowych zaangażowanych w wyuczone zachowania. Umożliwiło to analizę specyficznych połączeń synaptycznych, które są modyfikowane przez uczenie się u nienaruszonych zwierząt. Wyniki z laboratorium Kandela dostarczyły solidnych dowodów na mechanistyczną podstawę uczenia się jako „zmiany w funkcjonalnej skuteczności wcześniej istniejących połączeń pobudzających ”. Zdobycie przez Kandela 2000 Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny było wynikiem jego pracy z Aplysią nad biologicznymi mechanizmami przechowywania pamięci.

Zmiany molekularne podczas uczenia się

Począwszy od 1966 James Schwartz współpracował z Kandelem nad biochemiczną analizą zmian w neuronach związanych z uczeniem się i przechowywaniem pamięci. Do tego czasu było wiadomo, że pamięć długotrwała, w przeciwieństwie do pamięci krótkotrwałej, obejmuje syntezę nowych białek. Do roku 1972 uzyskali dowody na to, że druga cząsteczka przekaźnikowa , cykliczna AMP (cAMP) była wytwarzana w zwojach Aplysia w warunkach, które powodują tworzenie się pamięci krótkotrwałej ( uczulenie ). W 1974 Kandel przeniósł swoje laboratorium na Uniwersytet Columbia i został dyrektorem-założycielem Centrum Neurobiologii i Zachowania. Wkrótce odkryto, że neuroprzekaźnik serotonina , działający na produkcję drugiego przekaźnika cAMP, jest zaangażowany w molekularne podłoże uczulenia odruchu cofania skrzeli. Do 1980 roku współpraca z Paulem Greengardem zaowocowała wykazaniem, że kinaza białkowa zależna od cAMP , znana również jako kinaza białkowa A (PKA), działa w tym szlaku biochemicznym w odpowiedzi na podwyższone poziomy cAMP. Steven Siegelbaum zidentyfikował kanał potasowy, który może być regulowany przez PKA, łącząc działanie serotoniny ze zmienioną elektrofizjologią synaptyczną.

W 1983 Kandel pomógł utworzyć Instytut Badań Medycznych im. Howarda Hughesa w Kolumbii, poświęcony nauce o neuronach molekularnych. Laboratorium Kandela starało się następnie zidentyfikować białka, które trzeba było zsyntetyzować, aby przekształcić wspomnienia krótkotrwałe we wspomnienia długotrwałe. Jednym z celów jądrowych dla PKA jest białko kontroli transkrypcji CREB (białko wiążące element odpowiedzi cAMP). We współpracy z Davidem Glanzmanem i Craigiem Baileyem Kandel zidentyfikował CREB jako białko zaangażowane w przechowywanie pamięci długoterminowej. Jednym ze skutków aktywacji CREB jest wzrost liczby połączeń synaptycznych. Tak więc pamięć krótkotrwała została powiązana ze zmianami funkcjonalnymi w istniejących synapsach, podczas gdy pamięć długotrwała została powiązana ze zmianą liczby połączeń synaptycznych.

Eksperymentalne wsparcie nauki Hebba

Niektóre ze zmian synaptycznych zaobserwowanych w laboratorium Kandela dostarczają przykładów teorii Hebba . Jeden artykuł opisuje rolę nauki Hebba w odruchu syfonu-wycofywania się z Aplysia .

Laboratorium Kandel przeprowadziło również ważne eksperymenty z wykorzystaniem transgenicznych myszy jako systemu do badania molekularnych podstaw przechowywania pamięci w hipokampie kręgowców. Oryginalna idea Kandela, że ​​mechanizmy uczenia się będą zachowane u wszystkich zwierząt, została potwierdzona. Potwierdzono , że neuroprzekaźniki , systemy wtórnych przekaźników, kinazy białkowe , kanały jonowe i czynniki transkrypcyjne, takie jak CREB, działają zarówno w uczeniu się, jak i przechowywaniu pamięci kręgowców i bezkręgowców.

Kontynuacja pracy na Uniwersytecie Columbia

Od 1974 Kandel aktywnie przyczynia się do nauki jako członek Zakładu Neurobiologii i Zachowania na Wydziale Psychiatrii Uniwersytetu Columbia. W 2008 roku on i Daniela Pollak odkryli, że przygotowanie myszy do kojarzenia określonego hałasu z ochroną przed krzywdą, zachowanie zwane „wyuczonym bezpieczeństwem”, wywołuje behawioralny efekt antydepresyjny porównywalny z działaniem leków. To odkrycie, opisane w Neuron , może pomóc w dalszych badaniach interakcji komórkowych między lekami przeciwdepresyjnymi a leczeniem behawioralnym.

Kandel jest również dobrze znany z podręczników, które pomagał napisać, takich jak Zasady neuronauki . Po raz pierwszy opublikowana w 1981 r., a obecnie w piątej edycji, książka jest często używana jako tekst dydaktyczny i referencyjny w szkołach medycznych oraz na studiach licencjackich i magisterskich. Kandel jest członkiem Narodowej Akademii Nauk od 1974 roku.

Od 1974 studiował także na Uniwersytecie Columbia i mieszka w Nowym Jorku .

Znani byli członkowie jego laboratorium

  • James H. Schwartz 1964-1972: Współautor wpływowego podręcznika Principles of Neural Science .
  • John H. (Jack) Byrne 1970-1975: profesor i dyrektor Neuroscience Research Center w UT Health Science Center (Mcgovern Medical School); założyciel i redaktor czasopisma naukowego Learning and Memory.
  • Tom Carew 1970-1983: profesor i dziekan Wydziału Sztuki i Nauki Uniwersytetu Nowojorskiego, Centrum Nauk o neuronach. Były prezes Towarzystwa Neuronauki.
  • Edgar T. Walters 1974-1980: profesor w Szkole Medycznej Centrum Nauki o Zdrowiu Uniwersytetu Teksańskiego w Houston.
  • Kelsey C. Martin 1992-1999: dziekan David Geffen School of Medicine na UCLA i profesor na wydziałach chemii biologicznej, psychiatrii i nauk biobehawioralnych.

Aktualne poglądy na temat Wiednia

Kiedy Kandel zdobył Nagrodę Nobla w 2000 roku, w Wiedniu mówiono, że jest „austriackim” Noblem, co uważał za „typowo wiedeńskie: bardzo oportunistyczne, bardzo nieszczere, nieco obłudne”. Powiedział również, że „z pewnością nie był to austriacki Nobel, był to żydowsko-amerykański Nobel”. Potem otrzymał telefon od ówczesnego prezydenta Austrii Thomasa Klestila z pytaniem: „Jak możemy to naprawić?”. Kandel powiedział, że najpierw należy zmienić nazwę Doktor-Karl-Lueger-Ring; Karl Lueger był antysemickim burmistrzem Wiednia, cytowanym przez Hitlera w Mein Kampf . Ulica została ostatecznie przemianowana w 2012 roku. Po drugie, chciał, aby żydowska społeczność intelektualna wróciła do Wiednia, ze stypendiami dla żydowskich studentów i badaczy. Zaproponował także zorganizowanie sympozjum na temat reakcji Austrii na narodowy socjalizm. Od tego czasu Kandel przyjął honorowe obywatelstwo Wiednia i uczestniczy w życiu naukowym i kulturalnym swojego rodzinnego miasta, podobnie jak Carl Djerassi . Książka Kandela z 2012 r., Wiek wglądu — wyrażona w podtytule: The Quest to Understanding the Unconscious in Art, Mind, and Brain, od Wiednia 1900 do współczesności — reprezentuje szeroko zakrojoną historyczną próbę umieszczenia Wiednia u podstaw modernizm kulturowy.

Nagrody

Filmografia

Wybrane publikacje

Książki

  • Kandel, Eric R. (1976), Komórkowa podstawa zachowania: Wprowadzenie do neurobiologii behawioralnej , New York: WH Freeman & Company, ISBN 978-0-716-70522-2
  • Kandel, Eric R. (1978), Komórka - Biologiczne podejście do uczenia się , New York: Society for Neuroscience, ISBN 978-0-916-11007-9.
  • Kandel, Eric R. (1979), Behavioral Bio of Aplysia: Pochodzenie i ewolucja , New York: WH Freeman & Company, ISBN 978-0-716-71070-7.
  • Kandel, Eric R.; Schwartz, James H.; Jessell, Thomas M.; Siegelbaum, Steven A.; Hudspeth, AJ (2012) [1981], Principles of Neural Science (wyd. 5), New York: McGraw-Hill , ISBN 978-0-071-39011-8.
  • Kandel, Eric R. (1987), Neurobiologia molekularna w neurologii i psychiatrii , New York: Lippincott Williams & Wilkins, ISBN 978-0-881-67305-0.
  • Kandel, Eric R.; Jessell, Thomas M.; Schwartz, James H (1995), Essentials of Neural Science and Behavior , New York: McGraw-Hill / Appleton & Lange, ISBN 978-0-838-52245-5.
  • Kandel, Eric R. (2005), Psychiatria, psychoanaliza i New Biology of Mind , New York: American Psychiatric Publishing, ISBN 978-1-585-62199-6.
  • Kandel, Eric R. (2007), W poszukiwaniu pamięci: Pojawienie się nowej nauki o umyśle , New York: WW Norton & Company, ISBN 978-0-393-32937-7.
  • Kandel, Eric R. (2012), The Age of Insight: The Quest to Understanding the Unconscious in Art, Mind and Brain, od Wiednia 1900 do współczesności , Nowy Jork: Random House, ISBN 978-1-4000-6871-5.
  • Kandel, Eric R. (2016), Redukcjonizm w sztuce i naukach o mózgu: mostkowanie dwóch kultur , New York: Columbia University Press, ISBN 978-0-231-17962-1.
  • Kandel, Eric R. (2018), Nieuporządkowany umysł: co niezwykłe mózgi mówią nam o nas , New York: Farrar, Straus and Giroux, ISBN  978037427863 .

Artykuły

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki