Эрик Кандел

Эрик Кандел
Кандел в 2013 году
Рожденный	Эрик Ричард Кандел ( 1929-11-07 ) 7 ноября 1929 г. Вена, Австрия
Образование	Гарвардский университет ( бакалавр ) Нью-Йоркский университет ( доктор медицинских наук )
Известный	Физиология обучения ​ и памяти
Супруг	Denise Bystryn ( м. 1956)
Дети	2
Награды	Премия Карла Спенсера Лэшли (1981) Премия Диксона (1983) Премия Ласкера (1983) Национальная медаль ГСС (1988 г.) Премия Харви (1993) Премия Вольфа в области медицины (1999). Нобелевская премия по физиологии и медицине (2000 г.)
Научная карьера
Поля	Психиатрия , психоанализ и неврология
Учреждения	Колледж врачей и хирургов Колумбийского университета
Известные студенты	Джеймс Х. Шварц Том Кэрью Келси С. Мартин Прия Раджасетупати Скотт А. Смолл

Эрик Ричард Кандел (англ. Немецкий: [ˈkandəl] ; урожденный Эрих Ричард Кандел, 7 ноября 1929 г. ) — американец австрийского происхождения врач специальности психиатрия , нейробиолог и профессор биохимии биофизики и университета Колледжа врачей и хирургов Колумбийского по . Он был лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине 2000 года за 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 . Популяризированный отчет Канделя, описывающий его жизнь и исследования, « В поисках памяти: появление новой науки о разуме » был награжден Los Angeles Times Книжной премией в области науки и технологий в 2006 году.

Ранние годы

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

Эрик Кандел родился 7 ноября 1929 года в Вене. Вскоре после этого отец Эрика открыл магазин игрушек. Но, хотя они были полностью ассимилированы и аккультурированы, они покинули Австрию после того, как страна была аннексирована Германией в марте 1938 года. В результате арианизации ( Arisierung ) усилились нападения на евреев и конфисковывалось еврейское имущество. Когда Эрику было 9 лет, он и его брат Людвиг, 14 лет, сели на борт « Герольштейна» в Антверпене, Бельгия , и 11 мая 1939 года присоединились к своему дяде в Бруклине , а позже за ними последовали его родители.

Приехав в Соединенные Штаты и поселившись в Бруклине, Кандел обучался иудаике у своего деда и был принят в иешиву Флэтбуша , которую окончил в 1944 году. Он посещал бруклинскую среднюю школу Эразмус-Холл в школьной системе Нью-Йорка. .

Специальностью Кандела в Гарварде была история и литература. Он написал дипломную работу с отличием на тему «Отношение к национал-социализму трех немецких писателей: Карла Цукмайера , Ганса Кароссы и Эрнста Юнгера ». Во время учебы в Гарварде, где в психологии доминировали работы Б. Ф. Скиннера , Кандел заинтересовался обучением и памятью . Однако, хотя Скиннер выступал за строгое отделение психологии как отдельного уровня дискурса от биологических соображений, таких как неврология, работа Канделя по существу сосредоточена на объяснении отношений между психологией и неврологией.

Мир нейробиологии открылся Канделу, когда он встретил Анну Крис, чьи родители Эрнст Крис и Марианна Ри были психоаналитиками. Зигмунд Фрейд , пионер в раскрытии важности бессознательных нервных процессов, стоял у истоков интереса Канделя к биологии мотивации, а также бессознательной и сознательной памяти.

Медицинская школа и ранние исследования

В 1952 году он поступил в Медицинскую школу Нью-Йоркского университета . По окончании учебы он твердо интересовался биологическими основами разума. За это время он познакомился со своей будущей женой Дениз Быстрин . Кандел впервые познакомился с исследованиями в лаборатории Гарри Грундфеста в Колумбийском университете. Грундфест был известен тем, что с помощью осциллографа продемонстрировал, что скорость проводимости во время потенциала действия зависит от диаметра аксона . Исследователи, с которыми общался Кандел, размышляли над техническими проблемами внутриклеточной регистрации электрической активности относительно небольших нейронов мозга позвоночных.

Начав свою нейробиологическую работу в трудных дебрях электрофизиологии коры головного мозга , Кандел был впечатлен прогрессом, которого добился Стивен Каффлер с использованием гораздо более доступной экспериментально системы: нейронов, выделенных из морских беспозвоночных . Узнав о работе Куффлера в 1955 году, Кандел окончил медицинскую школу и научился у Стэнли Крейна изготовлению микроэлектродов , которые можно было бы использовать для внутриклеточной регистрации раков гигантских аксонов .

Карл Лэшли , известный американский нейропсихолог, безуспешно пытался определить анатомический локус хранения памяти в коре головного мозга. Когда Кандел присоединился к лаборатории нейрофизиологии Национального института здравоохранения США в 1957 году, Уильям Бичер Сковилл и Бренда Милнер недавно описали пациента Х. М. , 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 нашел электрофизиологические доказательства существования потенциалов действия в дендритных деревьях нейронов гиппокампа. Команда также заметила спонтанную кардиостимуляторную активность этих нейронов, а также сильное периодическое торможение в гиппокампе. Они предоставили первые внутриклеточные записи электрической активности, лежащей в основе эпилептического спайка (внутриклеточный пароксизмальный деполяризационный сдвиг ) и эпилептических спайков (внутриклеточная устойчивая деполяризация). Но что касается памяти, в общих электрофизиологических свойствах нейронов гиппокампа не было ничего, что указывало бы на то, почему гиппокамп предназначен для хранения явных воспоминаний.

Кандел начал понимать, что сохранение памяти должно основываться на модификациях синаптических связей между нейронами и что сложная связность гиппокампа не является лучшей системой для детального изучения функций синапсов. Кандель знал, что сравнительные исследования поведения, например, проведенные Конрадом Лоренцем , Нико Тинбергеном и Карлом фон Фришем , показали, что простые формы обучения обнаруживаются даже у очень простых животных. Кандел считал, что было бы продуктивно выбрать простую модель животного , которая облегчила бы электрофизиологический анализ синаптических изменений, участвующих в обучении и хранении памяти. Он считал, что в конечном итоге результаты окажутся применимыми и к людям. Это решение было не без риска: многие ведущие биологи и психологи считали, что ничего полезного о человеческой памяти нельзя узнать, изучая физиологию беспозвоночных.

В 1962 году, после окончания ординатуры по психиатрии, Кандель отправился в Париж, чтобы узнать о морском моллюске Aplysia Californianica от Ладислава Таука . Кандел понял, что простые формы обучения, такие как привыкание, сенсибилизация, классическое обусловливание и оперантное обусловливание, можно легко изучить с помощью ганглиев, изолированных от аплизии . «При записи поведения одной клетки в ганглии один путь нервного аксона к ганглию можно было стимулировать слабо электрически как условный [тактильный] стимул, в то время как другой путь стимулировался как безусловный [болевой] стимул, следуя точному протоколу. используется для классического кондиционирования с использованием естественных раздражителей у интактных животных». Электрофизиологические изменения, возникающие в результате комбинированных стимулов, можно было бы затем проследить до конкретных синапсов. В 1965 году Кандел опубликовал свои первоначальные результаты, в том числе форму пресинаптической потенциации, которая, казалось, соответствовала простой форме обучения.

Преподаватель Медицинской школы Нью-Йоркского университета

Кандел в 1978 году

Кандел занял должность на кафедре 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 интактной аплизии . В частности, исследователи показали, что ныне известный рефлекс отдергивания жабр , с помощью которого слизень защищает свою нежную жаберную ткань от опасности, чувствителен как к привыканию, так и к сенсибилизации. К 1971 году Том Кэрью присоединился к исследовательской группе и помог расширить работу от исследований, ограничивающихся кратковременной памятью , до экспериментов, включающих физиологические процессы, необходимые для долговременной памяти .

К 1981 году члены лаборатории, в том числе Терри Уолтерс, Том Абрамс и Роберт Хокинс, смогли распространить систему аплизии на изучение классической обусловленности , и это открытие помогло закрыть очевидный разрыв между простыми формами обучения, часто связанными с беспозвоночными, и многим другим. сложные типы обучения чаще встречаются у позвоночных. Наряду с фундаментальными исследованиями поведения, другие работы в лаборатории отслеживали нейронные цепи сенсорных нейронов , интернейронов и мотонейронов, участвующих в изученном поведении. Это позволило проанализировать специфические синаптические связи, которые изменяются в результате обучения у интактных животных. Результаты лаборатории Канделя предоставили убедительные доказательства механистической основы обучения как «изменения функциональной эффективности ранее существовавших возбуждающих связей». Получение Канделом Нобелевской премии по физиологии и медицине 2000 года стало результатом его работы с аплизией над биологическими механизмами хранения памяти.

Молекулярные изменения во время обучения

Начиная с 1966 года Джеймс Шварц сотрудничал с Канделом в биохимическом анализе изменений в нейронах, связанных с обучением и хранением памяти. К этому времени было известно, что долговременная память, в отличие от кратковременной, предполагает синтез новых белков. К 1972 году у них были доказательства того, что мессенджер вторая молекула- циклический АМФ (цАМФ) вырабатывается в ганглиях Aplysia в условиях, которые вызывают формирование кратковременной памяти ( сенсибилизация ). В 1974 году Кандел перенес свою лабораторию в Колумбийский университет и стал директором-основателем Центра нейробиологии и поведения. Вскоре было обнаружено, что нейромедиатор серотонин , вырабатывающий 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 по этому биохимическому пути в ответ на повышенные уровни цАМФ. Стивен Сигельбаум определил калиевый канал, который может регулироваться ПКА, связывая эффекты серотонина с измененной синаптической электрофизиологией.

В 1983 году Кандел помог создать Медицинский исследовательский институт Говарда Хьюза в Колумбии, занимающийся молекулярной нейронаукой. Затем лаборатория Канделя попыталась идентифицировать белки, которые необходимо было синтезировать для преобразования кратковременных воспоминаний в долговременные. Одной из ядерных мишеней для PKA является белок контроля транскрипции CREB (белок, связывающий элемент ответа цАМФ). В сотрудничестве с Дэвидом Гланцманом и Крейгом Бэйли Кандел идентифицировал CREB как белок, участвующий в долговременной памяти. Одним из результатов активации CREB является увеличение количества синаптических связей. Таким образом, кратковременная память была связана с функциональными изменениями существующих синапсов, а долговременная память — с изменением количества синаптических связей.

Экспериментальная поддержка обучения Хеббиана

Некоторые из синаптических изменений, наблюдаемых в лаборатории Кандела, служат примерами теории Хебба . В одной статье описывается роль обучения Хебба в рефлексе отдергивания сифона Aplysia .

Лаборатория Кандела также провела важные эксперименты с использованием трансгенных мышей в качестве системы для изучения молекулярных основ хранения памяти в гиппокампе позвоночных. Первоначальная идея Канделя о том, что механизмы обучения будут сохраняться у всех животных, получила подтверждение. 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. Было подтверждено, что

Продолжаю работу в Колумбийском университете.

С 1974 года Кандел активно вносит вклад в науку в качестве сотрудника отделения нейробиологии и поведения факультета психиатрии Колумбийского университета. В 2008 году он и Даниэла Поллак обнаружили, что обучение мышей ассоциировать определенный шум с защитой от вреда (поведение, называемое «обученной безопасностью») дает поведенческий антидепрессивный эффект, сравнимый с эффектом лекарств. Об этом открытии сообщает журнал Neuron . может послужить основой для дальнейших исследований клеточных взаимодействий между антидепрессантами и поведенческими методами лечения.

Кандел также хорошо известен своими учебниками, в написании которых он участвовал, такими как «Принципы нейронаук» . Впервые опубликованная в 1981 году, а теперь и шестое издание, книга часто используется в качестве учебного и справочного материала в медицинских школах, а также на программах бакалавриата и магистратуры. Кандел является членом Национальной академии наук с 1974 года.

Эрик Кандел с автографом бейсбольный SfN 2009

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 нейронауки» .
• Джон Х. (Джек) Бирн 1970–1975: профессор и директор Центра нейробиологических исследований Центра медицинских наук ЮТ (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 нейронаук. Бывший президент Общества нейробиологии.
• Эдгар Т. Уолтерс 1974–1980: профессор Медицинской школы Центра медицинских наук Техасского университета в Хьюстоне.
• Келси К. Мартин 1992–1999: декан медицинской школы Дэвида Геффена Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и профессор кафедр биологической химии, психиатрии и биоповеденческих наук.

Современные представления о Вене

Когда Кандель получил Нобелевскую премию в 2000 году, в Вене говорили, что он был «австрийским» Нобелем, что он находил «типично венским: очень оппортунистическим, очень неискренним, несколько лицемерным». Он также сказал, что это «конечно, не австрийская Нобелевская премия, это была еврейско-американская Нобелевская премия». После этого ему позвонил тогдашний президент Австрии Томас Клестиль и спросил: «Как мы можем все исправить?» Кандель сказал, что сначала следует переименовать Доктор-Карл-Люгер-Ринг; Карл Люгер был мэром Вены-антисемитом, которого Гитлер цитировал в «Майн кампф» . Окончательно улица была переименована в 2012 году. Во-вторых, он хотел, чтобы еврейское интеллектуальное сообщество вернулось в Вену со стипендиями для еврейских студентов и исследователей. Он также предложил провести симпозиум по реакции Австрии на нацизм. С тех пор Кандель принял почетное гражданство Вены и участвует в академической и культурной жизни родного города. похож на Карла Джерасси . Книга Канделя 2012 года « Эпоха прозрения », 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 у истоков культурного модернизма.

Награды

• Член Американской академии искусств и наук (1976).
• Премия Карла Спенсера Лэшли (1981)
• Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (1983)
• Член Американского философского общества (1984).
• Международная премия Фонда Гайрднера (1987)
• Премия НАН за научное рецензирование Национальной академии наук (1988 г.)
• Национальная медаль науки (1988 г.)
• Премия Пасарова (1988)
• Член Немецкой академии наук Леопольдина (1989 г.) (Национальная академия наук, с 2008 г.).
• Премия Харви (1993)
• Премия Ральфа В. Джерарда в области неврологии (1997)
• Премия Вольфа в области медицины (1999).
• Нобелевская премия по физиологии и медицине (2000) (совместно с Арвидом Карлссоном и Полом Грингардом )
• Премия Чарльза Даны за новаторские достижения в области здравоохранения (1997 г.)
• Австрийское украшение науки и искусства (2005)
• Медаль Бенджамина Франклина за выдающиеся достижения в области науки Американского философского общества (2006 г.)
• Премия Виктора Франкла города Вены ( Институт Виктора Франкла , 2008 г.)
• Почетный гражданин города Вены (2009).
• Почетный доктор Норвежского университета науки и технологий (2011).
• Большой почетный знак в серебре со звездой за заслуги перед Австрийской Республикой (2012 г.)
• За заслуги перед искусством и наукой (Германия)
• Иностранный член Королевского общества (2013 г.)
• Член премиального комитета премии Кавли в области неврологии, 2007–2010 гг.
• Избран почетным членом Королевского общества Эдинбурга (2018 г.).
• Большой почетный золотой орден с поясом за заслуги перед Австрийской Республикой (2024 г.)

Фильмография

• Петра Сигер , В поисках памяти (2008)

Избранные публикации

Книги

• Кандел, Эрик Р. (1976), Клеточная основа 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 нейронаук, 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.; Сигельбаум, Стивен А.; Хадспет, AJ (2012) [1981], Принципы нейронауки (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 нейронаук 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: Американское психиатрическое издательство, 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 г. до наших дней , Нью-Йорк: Random House, ISBN  978-1-4000-6871-5 .
• Кандел, Эрик Р. (2016), Редукционизм в искусстве и науке о мозге: соединение двух культур , Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета, ISBN  978-0-231-17962-1 .
• Кандел, Эрик Р. (2018), Расстроенный разум: что необычный мозг говорит нам о себе , Нью-Йорк: Фаррар, Штраус и Жиру, ISBN   9780374287863 .

Статьи

• Маллерет Г., Аларкон Дж.М., Мартель Г., Такидзава С., Вронская С., Инь Д., Чен И.З., Кандель Э.Р., Шумяцкий Г.П. (март 2010 г.). «Двунаправленная регуляция долговременной синаптической пластичности гиппокампа и ее влияние на противоположные формы памяти» . Дж. Нейроски . 30 (10): 3813–25. doi : 10.1523/JNEUROSCI.1330-09.2010 . ПМК   6632240 . ПМИД   20220016 .
• Акил Х., Бреннер С., Кандел Э., Кендлер К.С., Кинг М.С., Сколник Э., Уотсон Дж.Д., Зогби Х.И. (март 2010 г.). «Медицина. Будущее психиатрических исследований: геномы и нейронные цепи» . Наука . 327 (5973): 1580–1. дои : 10.1126/science.1188654 . ПМК   3091000 . ПМИД   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. дои : 10.1016/j.neuron.2010.02.014 . ПМЦ   4929859 . ПМИД   20223196 .
• Си К., Чой Ю.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» . Клетка . 140 (3): 421–35. дои : 10.1016/j.cell.2010.01.008 . ПМИД   20144764 . S2CID   14305206 .
• Кандель Э.Р. (октябрь 2009 г.). «Биология памяти: сорокалетняя перспектива» . Дж. Нейроски . 29 (41): 12748–56. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3958-09.2009 . ПМК   6665299 . ПМИД   19828785 .
• Муццио И.А., Левита Л., Кулкарни Дж., Монако Дж., Кентрос С., Стед М., Эбботт Л.Ф., Кандел Э.Р. (июнь 2009 г.). «Внимание улучшает воспроизведение и стабильность зрительно-пространственных и обонятельных представлений в дорсальном гиппокампе» . ПЛОС Биол . 7 (6): e1000140. дои : 10.1371/journal.pbio.1000140 . ПМК   2696347 . ПМИД   19564903 .

См. также

• Список еврейских нобелевских лауреатов

Внешние ссылки

• Интервью с Канделем, 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 Эрика Р. Кандела в США
• Эрик Кандел о Чарли Роузе
• «Эрик Кандел дал интервью в Web of Stories » . Сеть историй .
• Эрик Кандел на Nobelprize.org