Eric Kandel - Eric Kandel

Eric Kandel
Eric Kandel 01.JPG
Kandel na výročním zasedání Světového ekonomického fóra v Davosu, 2013
narozený
Eric Richard Kandel

( 1929-11-07 )07.11.1929 (věk 91)
Vzdělávání Harvard College
New York University School of Medicine
Známý jako Fyziologie z učení a paměti
Manžel / manželka
( m.  1956)
Děti 2
Ocenění Dicksonova cena (1983)
Laskerova cena (1983)
Národní medaile vědy (1988)
Harveyova cena (1993)
Wolfova cena za medicínu (1999)
Nobelova cena za fyziologii nebo medicínu (2000)
Vědecká kariéra
Pole Psychiatrie , psychoanalýza a neurověda
Instituce Vysoká škola lékařů a chirurgů na Kolumbijské univerzitě
Pozoruhodní studenti James H Schwartz
Tom Carew
Kelsey C. Martin
Priya Rajasethupathy
Scott A. Small

Eric Richard Kandel ( Němec: [kandəl] ; narozený Erich Richard Kandel, 07.11.1929) je Rakušan-narozený americký lékař , který se specializuje na psychiatrii , je neurolog a profesor z biochemie a biofyziky na College of Physicians a Surgeons v Kolumbijská univerzita . Byl držitelem Nobelovy ceny za fyziologii nebo medicínu za rok 2000 za výzkum fyziologického základu ukládání paměti v neuronech . O cenu se podělil s Arvidem Carlssonem a Paulem Greengardem .

Je vedoucím vyšetřovatelem v lékařském institutu Howarda Hughese . Byl také zakládajícím ředitelem Centra pro neurobiologii a chování, které je nyní Katedrou neurovědy na Kolumbijské univerzitě. V současné době pracuje ve Vědecké radě Nadace pro výzkum mozku a chování . Kandelův popularizovaný účet zaznamenávající jeho život a výzkum, In Search of Memory: The Emergence of a New Science of Mind , získal v roce 2006 Los Angeles Times Book Prize for Science and Technology.

Raná léta

Eric je matka, Charlotte Zimels, se narodil v roce 1897 v Kolomyya , Pokutí (moderní Ukrajina ). Pocházela z aškenázské židovské rodiny. V té době byla Kolomyya součástí Rakouska-Uherska . Jeho otec Hermann Kandel se narodil v roce 1898 v Olesku v Haliči (tehdy součást Rakouska-Uherska). Na začátku první světové války, jeho rodiče se přestěhovali do Vídně , Rakouska , kde se setkal a oženil v roce 1923.

Eric Kandel se narodil 7. listopadu 1929 ve Vídni. Krátce poté Ericův otec založil obchod s hračkami. Ale přestože byli důkladně asimilováni a akulturováni, opustili Rakousko poté, co byla země v březnu 1938 anektována Německem . V důsledku arizace ( Arisierung ) se útoky na Židy stupňovaly a židovský majetek byl konfiskován. Když bylo Ericovi 9 let, on a jeho bratr Ludwig, 14, nastoupili na Gerolstein v belgických Antverpách a 11. května 1939 se připojili ke svému strýci v Brooklynu , aby ho později následovali jeho rodiče.

Poté, co dorazil do USA a usadil se v Brooklynu, byl Kandel vychováván svým dědečkem v judaistických studiích a byl přijat na Yeshiva of Flatbush , kterou absolvoval v roce 1944. Navštěvoval brooklynskou střední školu Erasmus Hall High School ve školním systému v New Yorku. .

Kandelův vysokoškolák na Harvardu byl historie a literatura. Napsal bakalářské diplomové práce na téma „Postoj k národnímu socialismu tří německých spisovatelů: Carl Zuckmayer , Hans Carossa a Ernst Jünger “. Na Harvardu, místě, kde psychologii dominovala práce BF Skinnera , se Kandel začal zajímat o učení a paměť . Nicméně, zatímco Skinner prosazoval striktní oddělení psychologie, jakožto vlastní úrovně diskurzu, od biologických úvah, jako je neurologie, Kandelova práce je v podstatě zaměřena na vysvětlení vztahů mezi psychologií a neurologií.

Svět neurovědy se Kandelovi otevřel, když se setkal s Annou Kris, jejíž rodiče Ernst Kris a Marianne Rie byli psychoanalytici. Sigmund Freud , průkopník v odhalování důležitosti nevědomých neurálních procesů, stál u kořene Kandelova zájmu o biologii motivace a nevědomé a vědomé paměti.

Lékařská škola a raný výzkum

V roce 1952 nastoupil na New York University Medical School . Po dokončení studia se pevně zajímal o biologický základ mysli. Během této doby se setkal se svou budoucí manželkou Denise Bystryn . Kandel byl poprvé vystaven výzkumu v laboratoři Harryho Grundfesta na Kolumbijské univerzitě. Grundfest byl známý tím, že pomocí osciloskopu prokázal, že rychlost vedení akčního potenciálu závisí na průměru axonu . Vědci, se kterými Kandel interagoval, uvažovali o technických problémech intracelulárních záznamů elektrické aktivity relativně malých neuronů mozku obratlovců.

Po spuštění jeho neurobiologický práce v obtížném houští na elektrofyziologie z mozkové kůry , Kandel zapůsobil pokrok, který byl ze strany Stephen Kuffler použití mnohem experimentálně přístupný systém: neuronů izolovaných z mořských bezobratlých . Poté, co se dozvěděla o Kuffler práce v roce 1955, Kandel vystudoval medicínu a naučil se od Stanley Crain, jak vytvořit miniaturní elektrody , které by mohly být použity pro intracelulární nahrávky raků obřích axonů .

Karl Lashley , známý americký neuropsycholog, se pokusil identifikovat anatomický lokus pro uložení paměti v mozkové kůře, ale nepodařilo se mu to. Když se Kandel v roce 1957 připojil k Laboratoři neurofyziologie na US National Institute of Health , William Beecher Scoville a Brenda Milner nedávno popsali pacienta HM , který po odstranění hippocampu ztratil schopnost vytvářet nové vzpomínky . Kandel si vzal za úkol provádět elektrofyziologické záznamy z hippocampálních pyramidových neuronů . Ve spolupráci s Aldenem Spencerem našel elektrofyziologický důkaz akčních potenciálů v dendritických stromech hippocampálních neuronů. Tým si také všiml spontánní aktivity těchto neuronů podobné kardiostimulátoru a také silné rekurentní inhibice v hippocampu. Poskytli první intracelulární záznamy elektrické aktivity, která je základem epileptického hrotu (intracelulární paroxysmální depolarizační posun ) a epileptických běhů hrotů (intracelulární trvalá depolarizace). Ale s ohledem na paměť nebylo v obecných elektrofyziologických vlastnostech hippocampálních neuronů nic, co by naznačovalo, proč byl hippocampus speciální pro explicitní ukládání paměti.

Kandel si začal uvědomovat, že paměťové úložiště se musí spoléhat na úpravy synaptických spojení mezi neurony a že komplexní konektivita hippocampu neposkytuje nejlepší systém pro studium detailní funkce synapsí. Kandel si byl vědom toho, že srovnávací studie chování, jako například Konrad Lorenz , Niko Tinbergen a Karl von Frisch , odhalily, že jednoduché formy učení se nacházejí i u velmi jednoduchých zvířat. Kandel cítil, že by bylo produktivní vybrat jednoduchý zvířecí model, který by usnadnil elektrofyziologickou analýzu synaptických změn zapojených do učení a ukládání paměti. Věřil, že nakonec bude shledáno, že výsledky budou použitelné pro lidi. Toto rozhodnutí nebylo bez rizika: mnoho vedoucích biologů a psychologů se domnívalo, že studiem fyziologie bezobratlých nelze o lidské paměti zjistit nic užitečného.

V roce 1962, po dokončení pobytu na psychiatrii, Kandel odjel do Paříže, aby se od Ladislava Tauc dozvěděl o mořském měkkýši Aplysia californica . Kandel si uvědomil, že jednoduché formy učení, jako je návyk, senzibilizace, klasické podmiňování a operativní podmiňování, lze snadno studovat s gangliemi izolovanými z Aplysie . „Při zaznamenávání chování jedné buňky v ganglionu mohla být jedna nervová axonová cesta ke ganglionu stimulována slabě elektricky jako podmíněný [hmatový] stimul, zatímco jiná cesta byla stimulována jako nepodmíněný [bolest] stimul, podle přesného protokolu používá se pro klasické podmiňování přirozenými podněty u neporušených zvířat. “ Elektrofyziologické změny vyplývající z kombinovaných podnětů by pak bylo možné vysledovat do specifických synapsí. V roce 1965 Kandel publikoval své počáteční výsledky, včetně formy presynaptické potenciace, která vypadala, že odpovídá jednoduché formě učení.

Člen fakulty na New York University Medical School

Kandel v roce 1978

Kandel zaujal místo na katedrách fyziologie a psychiatrie na lékařské fakultě New York University , nakonec vytvořil Divizi neurobiologie a chování. Ve spolupráci s Irvingem Kupfermanem a Haroldem Pinskerem vyvinul protokoly pro demonstraci jednoduchých forem učení neporušené Aplysie . Vědci zejména ukázali, že nyní slavný reflex stahování žaber , kterým slimák chrání svou citlivou žaberní tkáň před nebezpečím, je citlivý jak na návyky, tak na senzibilizaci. V roce 1971 se Tom Carew připojil k výzkumné skupině a pomohl rozšířit práci od studií omezených na krátkodobou paměť až po experimenty, které zahrnovaly fyziologické procesy potřebné pro dlouhodobou paměť .

V roce 1981 byli členové laboratoře včetně Terryho Waltersa, Toma Abramse a Roberta Hawkinse schopni rozšířit systém Aplysia o studium klasického podmiňování , což bylo zjištění, které pomohlo zacelit zjevnou propast mezi jednoduchými formami učení často spojenými s bezobratlými a dalšími. u obratlovců jsou častěji rozpoznávány složité typy učení. Spolu se základními behaviorálními studiemi sledovala další práce v laboratoři neuronální obvody senzorických neuronů , interneuronů a motorických neuronů zapojených do naučeného chování. To umožnilo analýzu specifických synaptických spojení, která jsou modifikována učením u neporušených zvířat. Výsledky z Kandelovy laboratoře poskytly solidní důkazy pro mechanistický základ učení jako „změnu funkční účinnosti dříve existujících excitačních spojení“. Kandelovo vítězství Nobelovy ceny za fyziologii nebo medicínu za rok 2000 bylo výsledkem jeho práce s Aplysií na biologických mechanismech ukládání paměti.

Molekulární změny během učení

Počínaje rokem 1966 James Schwartz spolupracoval s Kandelem na biochemické analýze změn v neuronech spojených s učením a ukládáním paměti. Do této doby bylo známo, že dlouhodobá paměť, na rozdíl od krátkodobé paměti, zahrnuje syntézu nových proteinů. V roce 1972 měli důkaz, že druhá poselská molekula cyklický AMP (cAMP) byla produkována v Aplysia ganglia za podmínek, které způsobují tvorbu krátkodobé paměti ( senzibilizace ). V roce 1974 přesunul Kandel svou laboratoř na Kolumbijskou univerzitu a stal se zakládajícím ředitelem Centra pro neurobiologii a chování. Brzy bylo zjištěno, že neurotransmiter serotonin , působící za vzniku druhého posla cAMP, je zapojen do molekulárního základu senzibilizace reflexu žabího odtahu. V roce 1980 výsledkem spolupráce s Paulem Greengardem byla demonstrace, že cAMP-dependentní protein kináza , také známá jako protein kináza A (PKA), působila v této biochemické dráze v reakci na zvýšené hladiny cAMP. Steven Siegelbaum identifikoval draslíkový kanál, který by mohl být regulován PKA, spojující účinky serotoninu se změněnou synaptickou elektrofyziologií.

V roce 1983 Kandel pomohl vytvořit Howard Hughes Medical Research Institute v Kolumbii věnovaný molekulární neurální vědě. Kandelská laboratoř se poté snažila identifikovat proteiny, které bylo nutné syntetizovat, aby se z krátkodobých vzpomínek staly paměti dlouhodobé. Jedním z jaderných cílů pro PKA je transkripční kontrolní protein CREB (cAMP response element binding protein). Ve spolupráci s Davidem Glanzmanem a Craigem Baileyem identifikoval Kandel CREB jako protein zapojený do dlouhodobého ukládání paměti. Jedním z výsledků aktivace CREB je zvýšení počtu synaptických připojení. Krátkodobá paměť byla tedy spojena s funkčními změnami existujících synapsí, zatímco dlouhodobá paměť byla spojena se změnou počtu synaptických spojení.

Experimentální podpora pro výuku hebbie

Některé synaptické změny pozorované Kandelovou laboratoří poskytují příklady hebské teorie . Jeden článek popisuje roli hebbijského učení v reflexu stažení sifonu Aplysia .

Kandelská laboratoř také provedla důležité experimenty s využitím transgenních myší jako systému pro zkoumání molekulárního základu ukládání paměti v hippocampu obratlovců. Kandelův původní nápad, že mezi všemi zvířaty budou zachovány učební mechanismy, se potvrdil. Bylo potvrzeno, že neurotransmitery , systémy druhého posla, proteinové kinázy , iontové kanály a transkripční faktory, jako je CREB, fungují při učení obratlovců i bezobratlých a v paměti.

Pokračování práce na Columbia University

Od roku 1974 Kandel aktivně přispívá k vědě jako člen Divize neurobiologie a chování na Katedře psychiatrie na Kolumbijské univerzitě. V roce 2008 s Danielou Pollakovou zjistili, že kondicionování myší ke spojení specifického hluku s ochranou před poškozením, chování zvané „naučená bezpečnost“, má behaviorální antidepresivní účinek srovnatelný s léky. Toto zjištění, hlášené v Neuronu , může informovat o dalších studiích buněčných interakcí mezi antidepresivy a behaviorálními léčbami.

Kandel je také dobře známý pro učebnice, které pomohl napsat, například pro Principy neurální vědy . Kniha poprvé vyšla v roce 1981 a nyní je v pátém vydání, často se používá jako učební a referenční text na lékařských fakultách a v bakalářských a postgraduálních programech. Kandel je členem Národní akademie věd od roku 1974.

Od roku 1974 je také na Columbia University a žije v New Yorku .

Pozoruhodné bývalí členové jeho laboratoře

  • James H. Schwartz 1964–1972: spoluautor vlivné učebnice Principles of Neural Science .
  • John H. (Jack) Byrne 1970–1975: profesor a ředitel Centra pro výzkum neurovědy v UT Health Science Center (Mcgovern Medical School); zakladatel a redaktor výzkumného časopisu Learning and Memory.
  • Tom Carew 1970–1983: profesor a děkan Fakulty umění a věd na Newyorské univerzitě, Centrum pro neurální vědu. Bývalý prezident Společnosti pro neurovědu.
  • Edgar T. Walters 1974–1980: profesor Lékařské fakulty University of Texas Health Science Center v Houstonu.
  • Kelsey C. Martin 1992-1999: děkan David Geffen School of Medicine na UCLA a profesor na katedrách biologické chemie, psychiatrie a biologických věd.

Aktuální pohledy na Vídeň

Když Kandel v roce 2000 získal Nobelovu cenu, říkalo se ve Vídni, že je „rakouským“ Nobelovým, něco, co našel „typicky Vídeňan: velmi oportunistický, velmi nelítostný, poněkud pokrytecký“. Také řekl, že to „rozhodně nebyl rakouský Nobelov, byl to židovsko-americký Nobelov“. Poté mu zavolal rakouský prezident Thomas Klestil a zeptal se ho: „Jak můžeme věci napravit?“ Kandel řekl, že nejprve by měl být přejmenován Doktor-Karl-Lueger-Ring; Karl Lueger byl antisemitský starosta Vídně, citovaný Hitlerem v Mein Kampf . Ulice byla nakonec přejmenována v roce 2012. Zadruhé chtěl, aby se židovská intelektuální komunita vrátila zpět do Vídně se stipendii pro židovské studenty a výzkumné pracovníky. Navrhl také sympozium o reakci Rakouska na národní socialismus. Kandel od té doby přijal čestné občanství Vídně a podílí se na akademickém a kulturním životě svého rodného města, podobně jako Carl Djerassi . Kniha Kandela z roku 2012, The Age of Insight-jak je vyjádřeno v podtitulu Hledání porozumění nevědomí v umění, mysli a mozku, od Vídně 1900 po současnost- představuje rozsáhlý historický pokus postavit Vídeň jako základ kulturní moderna.

Ocenění

Filmografie

Vybrané publikace

Knihy

  • Kandel, Eric R. (1976), Cellular Basis of Behavior: An Introduction to Behavioral Neurobiology , New York: WH Freeman & Company, ISBN 978-0-716-70522-2
  • Kandel, Eric R. (1978), A Cell - Biological Approach to Learning , New York: Society for Neuroscience, ISBN 978-0-916-11007-9.
  • Kandel, Eric R. (1979), Behavioral Bio of Aplysia: Origin & Evolution , 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 (5. vyd.), New York: McGraw-Hill , ISBN 978-0-071-39011-8.
  • Kandel, Eric R. (1987), Molekulární neurobiologie v neurologii a 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), Psychiatrie, Psychoanalýza a nová biologie mysli , New York: American Psychiatric Publishing, ISBN 978-1-585-62199-6.
  • Kandel, Eric R. (2007), In Search of Memory: The Emergence of a New Science of Mind , New York: WW Norton & Company, ISBN 978-0-393-32937-7.
  • Kandel, Eric R. (2012), The Age of Insight: The Quest to Understand the Unconscious in Art, Mind, and Brain, from Vienna 1900 to the Present , New York: Random House, ISBN 978-1-4000-6871-5.
  • Kandel, Eric R. (2016), Reductionism in Art and Brain Science: Bridging the Two Cultures , New York: Columbia University Press, ISBN 978-0-231-17962-1.
  • Kandel, Eric R. (2018), The Disordered Mind: What Unusual Mozky nám o sobě řeknou , New York: Farrar, Straus a Giroux, ISBN  9780374287863 .

Články

Viz také

Reference

externí odkazy