Эрик Ричард Кандель ( нем. [ˈkandəl] ; родился Эрих Ричард Кандель, [ нужна ссылка ] 7 ноября 1929 [2] ) — американский [2] австрийского происхождения врач , специализирующийся на психиатрии , нейробиолог и профессор биохимии . и биофизика в Колледже врачей и хирургов Колумбийского университета . 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 » [3] был удостоен в 2006 году книжной премии Los Angeles Times в области науки и технологий.
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 «Геролштайна» 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 у своего деда изучению иудаики и был принят в иешиву Флэтбуша , которую окончил в 1944 году. Он посещал бруклинскую среднюю школу Эразмус-Холл в школьной системе Нью-Йорка. . [4]
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 взаимосвязей 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. [ нужна цитата ]
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 аксонов гигантских раков .
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. [ нужна цитата ]
В 1962 году, после окончания ординатуры по психиатрии, Кандель поехал в Париж, чтобы узнать о морском моллюске Aplysia californica у 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». [ нужна цитация ] Электрофизиологические изменения, возникающие в результате комбинированных стимулов, можно было бы затем проследить до определенных синапсов. В 1965 году Кандел опубликовал свои первоначальные результаты, в том числе форму пресинаптической потенциации , которая, казалось, соответствовала простой форме обучения.
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 к исследовательской группе присоединился Том Кэрью 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. [5] Наряду с фундаментальными поведенческими исследованиями, другие работы в лаборатории отслеживали нейронные цепи сенсорных нейронов , интернейронов и двигательных нейронов, 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». [ нужна цитата ] Получение Канделом Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2000 году стало результатом его работы с аплизией над биологическими механизмами хранения памяти. [5]
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 вторая молекула -мессенджер 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). [6] 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.
Некоторые синаптические изменения, наблюдаемые в лаборатории Кандела, служат примерами теории Хебба . В одной статье описывается роль обучения Хебба в рефлексе отдергивания сифона Aplysia . [7]
Лаборатория Канделя также провела важные эксперименты с использованием трансгенных мышей в качестве системы для изучения молекулярных основ хранения памяти в гиппокампе позвоночных. [8] [9] [10] Первоначальная идея Канделя о том, что механизмы обучения будут сохраняться у всех животных, была подтверждена. Было подтверждено, что нейромедиаторы , 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. [11] [12]
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 действием лекарств. Это открытие, опубликованное в журнале Neuron [13] , может стать 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» . [14] 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. [15]
Он также учится в Колумбийском университете с 1974 года и живет в Нью-Йорке .
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» . В конечном итоге улица была переименована в 2012 году. [21] Во-вторых, он хотел, чтобы еврейское интеллектуальное сообщество было возвращено в Вену со стипендиями для еврейских студентов и исследователей. [22] Он также предложил провести симпозиум по реакции Австрии на нацизм. [23] Кандель с тех пор принял почетное гражданство Вены и участвует в академической и культурной жизни своего родного города, [24] подобно Карлу 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» [25] представляет собой широкомасштабную историческую попытку поместить Вену в корень культурного модернизма.
