Eric Kandel - Eric Kandel

Eric Kandel
Eric Kandel 01.JPG
Kandel vid World Economic Forums årsmöte i Davos 2013
Född
Eric Richard Kandel

( 1929-11-07 )7 november 1929 (91 år)
Wien , Österrike
Utbildning Harvard College
New York University School of Medicine
Känd för Fysiologi för lärande och minne
Makar)
​
( m.  1956)​
Barn 2
Utmärkelser Dickson Prize (1983)
Lasker Award (1983)
National Medal of Science (1988)
Harvey Prize (1993)
Wolf Prize in Medicine (1999)
Nobelpriset i fysiologi eller medicin (2000)
Vetenskaplig karriär
Fält Psykiatri , psykoanalys och neurovetenskap
Institutioner Columbia University College of Physicians and Surgeons
Anmärkningsvärda studenter James H Schwartz
Tom Carew
Kelsey C. Martin
Priya Rajasethupathy
Scott A. Small

Eric Richard Kandel ( tyska: [ˈkandəl] ; född Erich Richard Kandel, 7 november 1929) är en österrikisk född amerikansk läkare som specialiserat sig på psykiatri , neurovetenskapare och professor i biokemi och biofysik vid College of Physicians and Surgeons vid Columbia University . Han mottog 2000 Nobelpriset i fysiologi eller medicin för sin forskning om den fysiologiska grunden för minneslagring i neuroner . Han delade priset med Arvid Carlsson och Paul Greengard .

Han är seniorutredare vid Howard Hughes Medical Institute . Han var också grundande chef för Center for Neurobiology and Behavior, som nu är Institutionen för neurovetenskap vid Columbia University. Han tjänstgör för närvarande i Vetenskapliga rådet för Brain & Behavior Research Foundation . Kandels populariserade berättelse om hans liv och forskning, In Search of Memory: The Emerging of a New Science of Mind , tilldelades 2006 Los Angeles Times Book Prize for Science and Technology.

Tidiga år

Erics mamma, Charlotte Zimels, föddes 1897 i Kolomyya , Pokuttya (moderna Ukraina ). Hon kom från en Ashkenazi judisk familj. På den tiden var Kolomyya en del av Österrike-Ungern . Hans far, Hermann Kandel, föddes 1898 i Olesko , Galicien (då en del av Österrike-Ungern). I början av första världskriget flyttade hans föräldrar till Wien , Österrike , där de träffades och gifte sig 1923.

Eric Kandel föddes den 7 november 1929 i Wien. Strax efter etablerade Erics pappa en leksaksaffär. Men även om de var väl assimilerade och ackulturerade lämnade de Österrike efter att landet hade annekterats av Tyskland i mars 1938. Som ett resultat av aryanisering ( Arisierung ) hade attacker mot judar eskalerat och judisk egendom konfiskerades. När Eric var 9, gick han och hans bror Ludwig, 14, ombord på Gerolstein i Antwerpen, Belgien, och gick med sin farbror i Brooklyn den 11 maj 1939 för att senare följas av hans föräldrar.

Efter att ha anlänt till USA och bosatt sig i Brooklyn undervisades Kandel av sin farfar i judiska studier och antogs vid Yeshiva of Flatbush , från vilken han tog examen 1944. Han gick på Brooklyn Erasmus Hall High School i New York City skolsystem .

Kandels grundutbildning vid Harvard var History and Literature. Han skrev en examensarbete om "Attityden mot nationalsocialismen för tre tyska författare: Carl Zuckmayer , Hans Carossa och Ernst Jünger ". Medan han var på Harvard, en plats där psykologi dominerades av BF Skinners arbete , blev Kandel intresserad av lärande och minne . Medan Skinner förespråkade en strikt åtskillnad av psykologi, som sin egen diskursnivå, från biologiska överväganden som neurologi, är Kandels arbete i huvudsak inriktat på en förklaring av sambandet mellan psykologi och neurologi.

Neurovetenskapens värld öppnades för Kandel när han träffade Anna Kris, vars föräldrar Ernst Kris och Marianne Rie var psykoanalytiker. Sigmund Freud , en pionjär när det gäller att avslöja vikten av omedvetna neurala processer, var grunden till Kandels intresse för motivationen och det omedvetna och medvetna minnet.

Medicinsk skola och tidig forskning

1952 började han vid New York University Medical School . Efter examen var han starkt intresserad av sinnets biologiska grund. Under denna tid träffade han sin blivande fru, Denise Bystryn . Kandel exponerades först för forskning i Harry Grundfests laboratorium vid Columbia University. Grundfest var känd för att använda oscilloskopet för att visa att aktionspotential ledningshastighet beror på Axon diameter. Forskarna Kandel interagerade med övervägde de tekniska utmaningarna för intracellulära inspelningar av den elektriska aktiviteten hos de relativt små neuronerna i ryggradsdjurshjärnan.

Efter att ha börjat sin neurobiologisk arbete i svåra snår av elektro av hjärnbarken , blev Kandel imponerad av de framsteg som gjorts av Stephen Kuffler med hjälp av en mycket mer experimentellt tillgängligt system: nervceller som isolerats från marina ryggradslösa djur . Efter att ha blivit medveten om Kuffler arbete under 1955, Kandel examen från medicinsk fakultet och lärt Stanley Crain hur man gör mikroelektroder som kan användas för intracellulära inspelningar av kräftor jätte axoner .

Karl Lashley , en välkänd amerikansk neuropsykolog, hade försökt men misslyckats med att identifiera ett anatomiskt lokus för minneslagring i hjärnbarken. När Kandel anslöt sig till Laboratory of Neurophysiology vid US National Institutes of Health 1957, hade William Beecher Scoville och Brenda Milner nyligen beskrivit patienten HM , som hade tappat förmågan att bilda nya minnen efter avlägsnandet av hans hippocampus . Kandel tog på sig uppgiften att utföra elektrofysiologiska inspelningar från hippocampala pyramidala neuroner . I samarbete med Alden Spencer fann han elektrofysiologiska bevis för åtgärdspotentialer i dendritiska träd i hippocampusneuroner. Teamet märkte också den spontana pacemakerliknande aktiviteten hos dessa neuroner, liksom en robust återkommande hämning i hippocampus. De gav de första intracellulära registreringarna av den elektriska aktiviteten som ligger till grund för den epileptiska piggen (den intracellulära paroxysmala depolariseringsförskjutningen ) och de epileptiska spridningarna av spikar (den intracellulära ihållande depolarisationen). Men med avseende på minnet fanns det ingenting i de allmänna elektrofysiologiska egenskaperna hos hippocampusneuroner som föreslog varför hippocampus var speciell för explicit minneslagring.

Kandel började inse att minneslagring måste förlita sig på modifieringar i de synaptiska förbindelserna mellan neuroner och att den komplexa anslutningen av hippocampus inte gav det bästa systemet för att studera synapsernas detaljerade funktion. Kandel var medveten om att jämförande studier av beteenden, som de av Konrad Lorenz , Niko Tinbergen och Karl von Frisch, hade avslöjat att enkla former av lärande hittades även i mycket enkla djur. Kandel ansåg att det skulle vara produktivt att välja en enkel djurmodell som skulle underlätta elektrofysiologisk analys av de synaptiska förändringarna som är inblandade i inlärning och minneslagring. Han trodde att resultaten i slutändan skulle visa sig vara tillämpliga på människor. Detta beslut var inte utan risk: många seniorbiologer och psykologer trodde att inget användbart kunde läras om mänskligt minne genom att studera ryggradslösa fysiologi.

År 1962, efter avslutad uppehållstillstånd inom psykiatrin, åkte Kandel till Paris för att lära sig om marina blötdjur Aplysia californica från Ladislav Tauc . Kandel hade insett att enkla former av lärande som tillvänjning, sensibilisering, klassisk konditionering och operant konditionering lätt kunde studeras med ganglier isolerade från Aplysia . "Under registrering av beteendet hos en enda cell i ett ganglion kan en nervaxonväg till ganglion stimuleras svagt elektriskt som en konditionerad [taktil] stimulans, medan en annan väg stimuleras som en ovillkorlig [smärta] stimulans, enligt det exakta protokollet används för klassisk konditionering med naturliga stimuli hos intakta djur. " Elektrofysiologiska förändringar som härrör från de kombinerade stimuli kan sedan spåras till specifika synapser. 1965 publicerade Kandel sina första resultat, inklusive en form av presynaptisk potentiering som tycktes motsvara en enkel form av lärande.

Fakultetsmedlem vid New York University Medical School

Kandel 1978

Kandel tog en position på avdelningarna för fysiologi och psykiatri vid New York University Medical School och bildade så småningom avdelningen för neurobiologi och beteende. I samarbete med Irving Kupferman och Harold Pinsker utvecklade han protokoll för att demonstrera enkla former av lärande av intakt Aplysia . I synnerhet visade forskarna att den nu berömda refillreflexreflexen , genom vilken snigeln skyddar sin ömma gälvävnad från fara, var känslig för både tillvänjning och sensibilisering. År 1971 hade Tom Carew anslutit sig till forskargruppen och hjälpt till att utvidga arbetet från studier begränsade till korttidsminne till experiment som inkluderade fysiologiska processer som krävs för långtidsminne .

År 1981 hade laboratoriemedlemmar inklusive Terry Walters, Tom Abrams och Robert Hawkins kunnat utvidga Aplysia -systemet till att studera klassisk konditionering , en upptäckt som hjälpte till att minska det uppenbara gapet mellan de enkla formerna av lärande som ofta är associerade med ryggradslösa djur och mer komplexa typer av inlärning mer ofta igenkända hos ryggradsdjur. Tillsammans med de grundläggande beteendestudierna spårade andra arbeten i laboratoriet neuronala kretsar för sensoriska neuroner , interneuroner och motorneuroner som är inblandade i de inlärda beteenden. Detta tillät analys av de specifika synaptiska anslutningarna som modifieras genom inlärning hos de intakta djuren. Resultaten från Kandels laboratorium gav solida bevis för den mekanistiska grunden för inlärning som "en förändring av den funktionella effektiviteten hos tidigare existerande excitatoriska anslutningar." Kandels vinnande av Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2000 var ett resultat av hans arbete med Aplysia om de biologiska mekanismerna för minneslagring.

Molekylära förändringar under inlärning

Från och med 1966 samarbetade James Schwartz med Kandel om en biokemisk analys av förändringar i neuroner i samband med inlärning och minneslagring. Vid den här tiden var det känt att långtidsminne, till skillnad från korttidsminne, involverade syntesen av nya proteiner. Av 1972 hade de bevis för att den andra budbäraren molekylen cykliskt AMP (cAMP) producerades i Aplysia ganglia under betingelser som orsakar korttidsminnesbildningen ( sensibilisering ). År 1974 flyttade Kandel sitt laboratorium till Columbia University och blev grundande chef för Center for Neurobiology and Behavior. Det upptäcktes snart att signalsubstansen serotonin , som verkar för att producera den andra budbärar-cAMP, är involverad i den molekylära grunden för sensibilisering av refillreflexreflexen. År 1980 resulterade samarbete med Paul Greengard i demonstration att cAMP-beroende proteinkinas , även känt som proteinkinas A (PKA), agerade i denna biokemiska väg som svar på förhöjda nivåer av cAMP. Steven Siegelbaum identifierade en kaliumkanal som kunde regleras av PKA, koppla serotonins effekter till förändrad synaptisk elektrofysiologi.

År 1983 hjälpte Kandel till att bilda Howard Hughes Medical Research Institute i Columbia för molekylär neural vetenskap. Kandel-labbet försökte sedan identifiera proteiner som måste syntetiseras för att omvandla korttidsminnen till långvariga minnen. Ett av kärnmålen för PKA är det transkriptionella kontrollproteinet CREB (cAMP -responselementbindande protein). I samarbete med David Glanzman och Craig Bailey identifierade Kandel CREB som ett protein som är involverat i lagring av långtidsminne. Ett resultat av CREB -aktivering är en ökning av antalet synaptiska anslutningar. Således hade korttidsminne kopplats till funktionella förändringar i befintliga synapser, medan långtidsminne var associerat med en förändring av antalet synaptiska anslutningar.

Experimentellt stöd för hebbiskt lärande

Några av de synaptiska förändringar som observerats av Kandels laboratorium ger exempel på hebbisk teori . En artikel beskriver rollen som hebbiskt lärande i Aplysia- sifon-tillbakadragningsreflexen.

Kandel -labbet har också utfört viktiga experiment med transgena möss som ett system för att undersöka den molekylära grunden för minneslagring i ryggradsdjurens hippocampus. Kandels ursprungliga idé om att inlärningsmekanismer skulle bevaras mellan alla djur har bekräftats. Neurotransmittorer , andra budbärarsystem, proteinkinaser , jonkanaler och transkriptionsfaktorer som CREB har bekräftats fungera i både inlärning av ryggradsdjur och ryggradslösa djur och minneslagring.

Fortsatt arbete vid Columbia University

Sedan 1974 bidrar Kandel aktivt till vetenskap som medlem i avdelningen för neurobiologi och beteende vid Institutionen för psykiatri vid Columbia University. 2008 upptäckte han och Daniela Pollak att konditionering av möss för att associera ett specifikt brus med skydd mot skada, ett beteende som kallas "inlärd säkerhet", ger en beteendemässig antidepressiv effekt som är jämförbar med den för mediciner. Detta fynd, rapporterat i Neuron , kan informera ytterligare studier av cellulära interaktioner mellan antidepressiva medel och beteendemässiga behandlingar.

Kandel är också känd för de läroböcker han har hjälpt till att skriva, till exempel Principles of Neural Science . Boken publicerades första gången 1981 och nu i sin femte upplaga, den används ofta som undervisnings- och referenstext på medicinska skolor och grundutbildningar. Kandel har varit medlem i National Academy of Sciences sedan 1974.

Han har också varit vid Columbia University sedan 1974 och bor i New York City .

Anmärkningsvärda tidigare medlemmar i hans labb

  • James H. Schwartz 1964–1972: Medförfattare till den inflytelserika läroboken Principles of Neural Science .
  • John H. (Jack) Byrne 1970–1975: Professor och chef för Neuroscience Research Center vid UT Health Science Center (Mcgovern Medical School); grundare och redaktör för forskningstidskriften Learning and Memory.
  • Tom Carew 1970–1983: Professor och dekan vid fakulteten för konst och vetenskap vid New York University, Center for Neural Science. Tidigare ordförande i Society for Neuroscience.
  • Edgar T. Walters 1974–1980: Professor vid Medical School vid University of Texas Health Science Center i Houston.
  • Kelsey C. Martin 1992-1999: Dekan vid David Geffen School of Medicine vid UCLA och professor vid institutionerna för biologisk kemi, psykiatri och biobeteendevetenskap.

Aktuella åsikter om Wien

När Kandel vann Nobelpriset 2000 sa man i Wien att han var en "österrikisk" nobel, något han fann "typiskt wiener: mycket opportunistisk, mycket otrevlig, lite hycklande". Han sa också att det "absolut inte var en österrikisk nobel, det var en judisk-amerikansk nobel". Efter det fick han ett samtal från dåvarande österrikiska presidenten Thomas Klestil och frågade honom: "Hur kan vi göra saker rätt?" Kandel sa att doktor-Karl-Lueger-Ring först skulle döpa om; Karl Lueger var en antisemitisk borgmästare i Wien, citerad av Hitler i Mein Kampf . Gatan fick slutligen namn på 2012. För det andra ville han att det judiska intellektuella samfundet skulle föras tillbaka till Wien, med stipendier för judiska studenter och forskare. Han föreslog också ett symposium om Österrikes svar på nationalsocialismen. Kandel har sedan dess accepterat ett hedersmedborgarskap i Wien och deltar i det akademiska och kulturella livet i sin hemstad, liknande Carl Djerassi . Kandel's 2012 bok, The Age of Insight-som uttrycks i dess undertitel, The Quest to Understand the Unconscious in Art, Mind, and Brain, från 1900 till nu- representerar ett omfattande historiskt försök att placera Wien vid roten till kulturell modernism.

Utmärkelser

Filmografi

Utvalda publikationer

Böcker

  • 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: e upplagan), New York: McGraw-Hill , ISBN 978-0-071-39011-8.
  • Kandel, Eric R. (1987), Molecular Neurobiology in Neurology and Psychiatry , 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), Psychiatry, Psychoanalysis, and the New Biology of Mind , New York: American Psychiatric Publishing, ISBN 978-1-585-62199-6.
  • Kandel, Eric R. (2007), In Search of Memory: The Emergency 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, från Wien 1900 till nutid , 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 Brains Tell Us About Uselfves , New York: Farrar, Straus and Giroux, ISBN  9780374287863 .

Artiklar

Se även

Referenser

externa länkar