Хервиг Байер

Хервиг Байер
Хервиг Байер в марте 2017 года
Образование	Университет Констанца Институт Макса Планка биологии развития
Научная карьера
Учреждения	Калифорнийский университет, Сан-Франциско Институт нейробиологии Макса Планка Институт биологического интеллекта Макса Планка
Докторантура	Фридрих Бонхеффер
Другие научные консультанты	Билл Харрис Кристиана Нюсляйн-Фольхард

Хервиг Байер — немецко-американский нейробиолог и биолог. Он является директором Института биологического интеллекта Макса Планка и главой отдела Гены – Схемы – Поведение. Исследование Хервига Байера направлено на то, чтобы понять, как мозг животных преобразует сенсорные сигналы в поведенческие реакции и как эволюция сформировала нейронные цепи.

Хервиг Байер изучал биологию в Констанцском университете . В 1990 году он присоединился к Фридриха Бонхеффера лаборатории в Институте биологии развития Макса Планка в Тюбингене , где получил диплом (1990) и степень доктора философии (1995). Для получения докторской степени он переехал в Калифорнийский университет в Сан-Диего , чтобы работать с Уильямом (Биллом) Харрисом . В 1997 году Байеру предложили должность преподавателя в Калифорнийском университете в Сан-Франциско , где он оставался профессором до 2012 года. В 2011 году Общество Макса Планка приняло его на работу в качестве научного члена и директора Института нейробиологии Макса Планка в Мартинсрид (Германия).

Научная направленность

Главной темой научного вклада Байера в нейробиологию было выяснение молекулярных, клеточных, синаптических и контурных механизмов развития нейронов, функций нервной системы и поведения животных. Его исследования были сосредоточены на следующих вопросах:

1. Как нейроны становятся разными в процессе развития? Как их процессы направляются к целям и как они формируют специфические синаптические связи?
2. Каковы конкретные функции типов нейрональных клеток в восприятии, познании и поведении?
3. Как возникают перцептивные, когнитивные и поведенческие функции по мере развития мозга?

Работа Хервига Байера привела к ряду научных открытий:

• Создание рыбок данио для нейробиологии: С начала 1990-х годов Байер был пионером в использовании рыбок данио ( Danio rerio ) в качестве экспериментальной модели для нейробиологии и поведенческой генетики, воспользовавшись оптической прозрачностью этих животных на личиночных стадиях и их генетической модификацией. Эта работа привела к первым крупномасштабным поведенческим скринингам в поисках генов, отвечающих за поведение зрительной системы. (Baier et al., Development 1996; Neuhauss et al., Journal of Neuroscience 1999; Muto et al., PLOS Genetics 2005)
• Молекулярные и клеточные механизмы, лежащие в основе формирования ретинотопических и зрительных карт: Байер внес вклад в идентификацию основанных на градиенте механизмов управления аксонами во время развития зрительной системы. Его группа также обнаружила роль передачи сигналов Slit-Robo в точном нацеливании на слои зрительного покрова путем врастания аксонов сетчатки. (Baier и Bonhoeffer, Science 1992; Gosse et al., Nature 2008; Xiao et al., Cell 2011)
• Решения о судьбе клеток в развивающейся зрительной системе: Байер обнаружил роль интеркинетической миграции ядер в распределении судеб клеток в сетчатке. (Дель Бене и др., Cell 2008)
• Дистанционный оптический контроль поведения: группа Байера была первой, кто использовал оптогенетические методы для анализа цепей у рыбок данио. Направляя экспрессию флуоресцентных индикаторов и оптогенетических эффекторов, таких как каналеродопсин (ChR2), галородопсин (NpHR) или светоактивируемый рецептор глутамата (LiGluR), на определенные области мозга и направляя свет на отдельные нейроны, он и его коллеги показали, что поведение животного можно обратимо и целенаправленно изменить за миллисекунды. (Szobota et al., Neuron 2007; Arrenberg et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009; Wyart et al., Nature 2009)
• Двухфотонная оптогенетика с 3D-разрешением в неповрежденном мозге ведущего себя животного: в 2017 году команда Байера представила оптический метод, позволяющий точно дистанционно контролировать нейронную активность, называемый двухфотонной голографической оптогенетикой. Вставив пространственный модулятор света в оптический путь двухфотонного микроскопа , этот метод позволяет фотостимулировать произвольную популяцию отдельных нейронов в мозгу рыбок данио, наблюдая за результирующим поведением. Этот метод полезен для функциональной аннотации нейронных цепей. (Даль Маскио и др., Neuron 2017)
• Профилирование типов клеток в зрительной системе и генетические механизмы, которые отличают нейроны: команда Байера использует секвенирование одноклеточной РНК и пространственную транскриптомику для разработки каталогов типов нейрональных клеток в сетчатке, покровной кишке и других областях зрения. (Кельш и др., Neuron 2021; Шайнер и др., Science Advances 2023; Шерман и др., Nature Communications 2023)
• Клеточно-синаптический механизм элементарной формы пространственного внимания: Байер обнаружил, как мозг личинок рыбок данио определяет приоритетность зрительных стимулов. (Фернандес и др., Neuron 2021)
• Распознавание особей сородичей в контексте социального поведения: группа Байера обнаружила простые визуальные стимулы, которые вызывают стайное поведение, и выявила нейронную цепь в мозгу рыбы, которая обрабатывает эти стимулы. (Ларш и Байер, Current Biology, 2018 г.; Каппель и др., Nature, 2022 г.)
• Электронно-микроскопический коннектом личиночного мозга рыбки данио в масштабе синапса: Байер в сотрудничестве с Винфридом Денком и командой из исследовательской компании Google опубликовал первую автоматически сегментированную стопку изображений полного объема мозга рыбки данио. (Свара и др., Nature Methods 2022)
• Модели неврологических и психических заболеваний рыб данио: Байер и Барабан разработали влиятельный протокол лечения, который вызывает эпилептические припадки у личинок рыбок данио. Байер также разработал генетическую модель резистентности к глюкокортикоидам, которая имитирует симптомы депрессии у рыбок данио. (Барабан и др., Neuroscience 2007; Зив и др., Молекулярная психиатрия 2013)

Признание

Байер получил медаль Отто Хана Общества Макса Планка (1995) за докторскую работу и стипендию Федора Линена Фонда Александра фон Гумбольдта (1995). Будучи преподавателем UCSF, он получил стипендию Дэвида и Люсиль Паккард в области науки и техники (1999), стипендию Слоана в области нейробиологии (2000), премию Клингенштейна (2001) и премию Байерса за фундаментальные научные исследования (2006). . Он является почетным профессором Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана и членом Европейской организации молекулярной биологии (EMBO) .

Отраслевая деятельность

и Полом Голдсмитом основал В 2001 году Хервиг Байер вместе с Биллом Харрисом Daniolabs Ltd (Кембридж, Великобритания), биотехнологическую компанию, специализирующуюся на проверке лекарств рыбок данио для открытия новых методов лечения офтальмологических, неврологических и желудочно-кишечных заболеваний.

Байер является научным консультантом биотехнологических компаний.

Внешние ссылки

• Домашняя страница отдела Гены – Схемы – Поведение