Erik Kandel. Biografi. Under påverkan av träning förändras även de enklaste former av beteende.

Den amerikanske psykiatern, neuroforskaren Eric Richard Kandel föddes den 7 november 1929 i Wien i en judisk familj.

Erics föräldrar föddes på det moderna Ukrainas territorium: hans mor var i Kolomyia och hans far var i staden Oleshko (nära Lvov). Erics föräldrar gifte sig 1923. Min pappa hade sin egen leksaksaffär på den tiden. Men i mars 1938, efter Tysklands annektering av Österrike, exproprierades judisk egendom - butiken till Herman Kandels, Erics far, var inget undantag.

Vid nio års ålder var Eric och hans fjortonårige bror Ludwig förutbestämda att korsa Atlanten på egen hand. Våren 1939 seglade de på fartyget Gerolstein från Antwerpen. Den 11 maj anlände bröderna till Brooklyn, till sin farbror. Senare nådde deras föräldrar också framgångsrikt USA.

Tack vare sin farfars ansträngningar blev Eric invigd i alla judiska traditioner, så han antogs utan problem till Flatbush-yeshivan, från vilken han tog examen 1944. Senare gick han in på Erasmus Hall School, där han fick sin gymnasieutbildning. I Erasmushallen arbetade Kandel som sportskribent på skoltidningen. Han fick sin högre utbildning vid Harvard University. 1952 började han studera vid New York University School of Medicine. Under studietiden träffade han sin blivande fru, Deniz Bystrin. Under denna tid forskade han också i laboratoriet för Harry Grundfest vid Columbia University. 1962 åkte han till Paris för att studera blötdjuret Aplysia (Aplysia californica). Detta avgjorde hans framtida öde.

Med hjälp av nervsystemet hos den marina blötdjuren Aplysia som modell fann han att förändringar i synapsaktivitet är grundläggande för minnesmekanismen. Proteinfosforylering vid synapsen spelar en viktig roll i bildandet av korttidsminne. Bildandet av långtidsminne kräver också transformationer i proteinsyntesen, vilket leder till förändringar i synapsens form och funktion. När båda neuronerna i en given synaps exciteras, börjar förändringar ske i dess synaptiska klyfta, som i sig inte bevisar att de är relaterade till korttidsminnet, även om de påverkar passagen av en signal genom synapsen. Om minnesbilden upprätthålls med hjälp av positiv feedback - självexcitering, så kan förändringar i synapsen naturligtvis bryta kopplingen och släcka denna bild, men inte vice versa.

Till en början började Eric Kandel studera mekanismerna för minnesbildning hos däggdjur, men deras nervsystem visade sig vara mycket svårt att förstå de grundläggande minnesprocesserna. Forskaren bestämde sig för att använda en enklare experimentell modell - Aplysias nervsystem, bestående av 20 000 neuroner, av vilka många är stora (upp till 1 mm).

Eric Kandel bevisade att i Aplysia "lokaliseras" både korttids- och långtidsminnet i synapsen, på 90-talet genomförde han liknande studier på möss. Forskaren kunde bevisa att samma typ av minnesbildning som hittades i blötdjuren finns hos däggdjur.

Eric Kandel identifierade liknande minnesmekanismer hos människor. Man kan säga att mänskligt minne är "lokaliserat i synapser" och förändringar i synapsfunktion är de viktigaste i processen för bildandet av olika typer av minne. Det är bättre att säga att minnet inte är lokaliserat i själva synapsen, utan bestäms av konduktiviteten hos denna synaps. Även om vägen till att förstå hela minnesprocessens komplexa komplex fortfarande är lång, har resultaten av Eric Kandels forskning blivit grunden för ytterligare vetenskaplig forskning.

År 2000 tilldelades Erik Kandel Nobelpriset i fysiologi eller medicin, tillsammans med Arvid Karlsson och Paul Greengard, "för deras upptäckter som rör signalering i nervsystemet".

Erik Kandel

Letar efter ett minne

Framväxten av en ny vetenskap om det mänskliga psyket

Förord

Att förstå det mänskliga psykets biologiska natur är vetenskapens nyckeluppgift under 2000-talet. Vi försöker förstå den biologiska naturen av perception, inlärning, minne, tanke, medvetande och gränserna för den fria viljan. Fram till för några decennier sedan verkade det otänkbart att biologer skulle kunna studera dessa fenomen. Fram till mitten av 1900-talet kunde tanken att de djupaste hemligheterna i det mänskliga psyket, det mest komplexa systemet av fenomen i universum, vara tillgängliga för biologisk analys, kanske till och med på molekylär nivå, inte tas på allvar.

De imponerande framstegen inom biologi de senaste femtio åren har gjort detta möjligt. Upptäckten av DNA:s struktur av James Watson och Francis Crick 1953 revolutionerade biologin genom att förse den med en rationell grund för att studera hur information lagrad i gener styr hur celler fungerar. Denna upptäckt gjorde det möjligt att förstå de grundläggande principerna för genreglering - hur gener tillhandahåller syntesen av proteiner som bestämmer cellers funktion, hur gener och proteiner slås på och av under utvecklingen av en organism, vilket bestämmer dess struktur. När dessa enastående prestationer lämnades bakom sig tog biologin, tillsammans med fysik och kemi, en central plats i naturvetenskapernas konstellation.

Beväpnad med ny kunskap och självförtroende rusade biologin till sitt högsta mål - att förstå det mänskliga psykets biologiska natur. Arbetet i denna riktning, som länge ansetts vara ovetenskapligt, är redan i full gång. Dessutom, när vetenskapshistoriker betraktar de två sista decennierna av 1900-talet, kommer de sannolikt att lägga märke till ett oväntat faktum: tidens mest värdefulla upptäckter angående det mänskliga psyket erhölls inte inom de discipliner som traditionellt arbetade inom detta område, t.ex. som filosofi, psykologi eller psykoanalys. De möjliggjordes genom sammansmältningen av dessa discipliner med hjärnans biologi, en ny syntetisk disciplin som blomstrade tack vare de imponerande framstegen inom molekylärbiologin. Resultatet är en ny vetenskap om sinnet som använder molekylärbiologins kraft för att utforska livets stora mysterier.

Den nya vetenskapen bygger på fem principer. Den första är att vårt psyke är oskiljaktigt från hjärnan. Hjärnan är ett komplext, mycket beräkningsmässigt biologiskt organ som genererar förnimmelser, reglerar tankar och känslor och kontrollerar handlingar. Hjärnan är ansvarig inte bara för relativt enkla former av motoriskt beteende, som att springa eller äta, utan också för de komplexa handlingar där vi ser kvintessensen av den mänskliga naturen: att tänka, tala eller skapa konstverk. I denna aspekt framstår det mänskliga psyket som ett system av operationer som utförs av hjärnan, på ungefär samma sätt som att gå är ett system av operationer som utförs av benen, bara i fallet med hjärnan är systemet mycket mer komplicerat.

Den andra principen är att varje mental funktion i hjärnan, från de enklaste reflexerna till de mest kreativa formerna av aktivitet inom områdena språk, musik och bildkonst, utförs av specialiserade neurala kretsar som löper i olika delar av hjärnan . Därför är det mänskliga psykets biologi bättre betecknad med termen sinnets biologi, som hänvisar till systemet av mentala operationer som utförs av dessa kretsar, än med termen sinnets biologi, som antyder en viss placering av vårt psyke och antyder att vi har en viss plats i hjärnan som alla mentala funktioner utförs i. operationer.

Den tredje principen: alla dessa kretsar består av samma elementära signalenheter - nervceller (neuroner). För det fjärde, i neurala kretsar, används molekyler av specifika ämnen för att generera signaler i nervceller och överföra dem mellan celler. Och den sista principen: dessa specifika signalmolekyler är evolutionärt bevarade, det vill säga de förblir oförändrade under miljontals år av evolution. Några av dem fanns i cellerna hos våra gamla förfäder och kan idag hittas i de mest avlägsna och evolutionärt primitiva släktingarna - encelliga organismer som bakterier och jäst, och enkla flercelliga organismer som maskar, flugor och sniglar. För att framgångsrikt manövrera i sina livsmiljöer använder dessa varelser molekyler av samma ämnen som vi använder för att hantera deras dagliga liv och anpassa sig till sin miljö.

Således öppnar den nya vetenskapen om psyket inte bara vägen för oss att känna oss själva (hur vi uppfattar omgivningen, lär oss, minns, känner och agerar), utan ger oss också möjlighet att ta en ny titt på oss själva i sammanhanget. av biologisk evolution. Det låter oss förstå att det mänskliga psyket utvecklades på basis av ämnen som våra primitiva förfäder använde, och att den extraordinära konservatismen hos de molekylära mekanismer som reglerar olika livsprocesser också är karakteristisk för vårt psyke.

På grund av hur mycket sinnets biologi kan göra för vårt personliga och sociala välbefinnande, är forskarsamhället idag enhälligt: denna disciplin kommer att vara för 2000-talet vad genbiologi var för 1900-talet.

Förutom att ta upp de nyckelfrågor som har sysselsatt västerländska tänkare sedan Sokrates och Platon först började diskutera mentala processers natur för mer än två tusen år sedan, öppnar den nya vetenskapen om sinnet också möjligheten till praktisk förståelse av det viktiga för vårt dagliga liv, frågor som rör psyket. Vetenskapen har upphört att vara forskarnas privilegium. Nu är det en integrerad del av det moderna livet och kulturen. Medier sänder nästan varje dag information av speciell karaktär, knappast tillgänglig för allmänhetens förståelse. Folk läser om minnesförlusten orsakad av Alzheimers sjukdom och den så kallade åldersrelaterade minnesförlusten och försöker, ofta utan framgång, förstå skillnaden mellan dessa två sjukdomar, av vilka den förra är obönhörligt progressiv och leder till döden, och den senare är en relativt lindrig sjukdom. De hör om nootropics men har liten aning om vad de kan förvänta sig av dem. De får veta att gener påverkar beteendet och att störningar i dessa gener orsakar psykisk ohälsa och neurologiska störningar, men de får inte veta hur. Slutligen läser man att könsskillnader i förmåga påverkar mäns och kvinnors utbildning och karriär. Betyder detta att kvinnors hjärnor skiljer sig från mäns?

De flesta av oss i våra personliga och sociala liv kommer att behöva fatta beslut relaterade till den biologiska förståelsen av psyket. Vissa av dem kommer att krävas i försök att förstå variationen i normalt mänskligt beteende, andra kommer att röra allvarligare psykiska och neurologiska störningar. Därför är det absolut nödvändigt att alla har tillgång till den senaste vetenskapliga informationen presenterad i en tydlig och tillgänglig form. Jag delar tron, som är utbredd i forskarsamhället idag, att vi har en skyldighet att förse allmänheten med sådan information.

Tidigt i mitt arbete inom neurovetenskap insåg jag att icke-vetenskapsmän var lika genuint intresserade av att lära sig om den nya vetenskapen om det mänskliga sinnet som vi vetenskapsmän är av att försöka prata om det. Detta inspirerade mig och en av mina kollegor vid Columbia University, James Schwartz, att skapa läroboken Principles of Neural Science, en introduktionskurs för högskolor och medicinska skolor, som vi nu börjar arbeta med den femte upplagan. Efter att boken publicerats blev jag inbjuden att hålla föreläsningar om neurovetenskap för en bred publik. Denna erfarenhet har övertygat mig om att icke-vetenskapsmän är villiga att anstränga sig för att förstå hjärnvetenskapens nyckelfrågor om forskare är villiga att försöka förklara dessa frågor för dem. Det är därför jag skrev boken som du håller i dina händer som en introduktion till den nya vetenskapen om det mänskliga psyket för ett brett spektrum av läsare som inte har en specialutbildning. Min uppgift är att i enkla ordalag förklara hur, ur teorier och observationer från vetenskapsmän som är involverade i den experimentella vetenskap som biologi är idag, en ny vetenskap om sinnet uppstod.

En annan stimulans för att skriva den här boken kom till mig hösten 2000, när mitt bidrag till studiet av minne belönades med Nobelpriset i fysiologi eller medicin. Alla Nobelpristagare är inbjudna att skriva en självbiografisk uppsats. När jag skrev mitt blev det väldigt tydligt för mig att mitt intresse för minnets natur går tillbaka till händelserna i min barndom i Wien. Med förvåning och tacksamhet insåg jag att min forskning gjorde det möjligt för mig att bli en deltagare i ett historiskt skede i vetenskapens utveckling och gå med i en underbar internationell gemenskap av biologiska forskare. Under mitt arbete träffade jag flera framstående vetenskapsmän som låg i framkanten av den senaste revolutionen inom biologi och hjärnvetenskap, och interaktion med dem hade en enorm inverkan på min egen forskning.

Erik Kandel

Letar efter ett minne

Framväxten av en ny vetenskap om det mänskliga psyket

Förord

Eric Richard Kandel (Kendel) är en amerikansk psykiater, professor i biokemi och neurovetare, vinnare av Nobelpriset i medicin och fysiologi.

Eric föddes i Wien, Österrike den 7 november 1929 i en judisk familj. Intressant nog var Erics föräldrar från Ukraina: hans far bodde nära Lvov och hans mamma bodde i Kolomyia. Föräldrar gifte sig 1923 och flyttade snart till Wien. Erics far ägde en leksaksaffär, men i mars 1938, till följd av den nazistiska ockupationen, exproprierades judisk egendom. Familjen hade två söner: Eric - den yngste sonen och den äldste sonen - Ludwig.

Eric Kandel började sina studier på en wiensk skola, men på grund av nazisternas förföljelse av judar tvingades familjen Kandel åka till Belgien 1939 och sedan till USA. Våren 1939 korsade två bröder - nioårige Eric och fjortonårige Ludwig Atlanten på ett fartyg. Efter ankomsten till USA stannade de hos sin farbror. Lite senare kom även deras föräldrar till USA och den återförenade familjen bosatte sig i Brooklyn.

Eric fick sin gymnasieutbildning vid Erasmus Hall, och 1944 började han på Harvard University, där han till en början studerade litteratur och historia. Under studietiden började han intressera sig för Sigmund Freuds verk, och detta satte fart på studiet av psykiatri.

1952 gick han in på New York University Medical School, och 1955 var han praktikant på laboratoriet vid Columbia University, där han lärde sig att experimentera på nervceller. Här träffades han och gifte sig 1956 med Denise Bistern.

Eric Kandel arbetade i fyra år i laboratoriet vid National Institute of Mental Health och 1962 åkte han till Paris för att genomföra experiment, som senare blev en avgörande faktor på hans väg till berömmelse.

Inledningsvis studerade forskaren processerna för minnesbildning hos däggdjur, men som det visade sig, för att förstå minnesprocesserna, var deras nervsystem för komplext. Därför bestämde sig forskaren för att använda en enklare modell för forskning - Aplysia-molluskens nervsystem.

Eric Kandel bevisade att Aplysias långtids- och korttidsminne är "lokaliserat" vid synapsen. Studier har visat att blötdjur och däggdjur har samma typ av minnesbildning. Följaktligen finns liknande minnesmekanismer hos människor. Människans minne är "lokaliserat i synapser" och förändringar i synapsen är de viktigaste i bildandet av olika typer av minne.

Med hjälp av Aplysia-molluskens nervsystem bevisar forskaren att förändringar i synapsens aktivitet är de viktigaste i minnesmekanismen. För långtidsminnet behövs transformationer i proteinsyntesen som resulterar i förändringar i synapsens funktion. Om minnesbilden upprätthålls av självexcitering kan förändringar i synapsen bryta en sådan koppling.

Det viktigaste är att resultaten av Eric Kandels forskning bara är grunden för efterföljande vetenskaplig forskning.En av de berömda böckerna av Eric Kandel, Principles of Neuroscience, som avslöjar nervsystemets funktioner, har dock länge varit en lärobok för elever.

Hans senaste bok, In Search of Memory, utforskar världen av minnets fysiologi och förklarar hur hjärnan fungerar i förhållande till fri vilja.

År 2000 tilldelades Eric Kandel, tillsammans med två andra forskare, Nobelpriset "för sina upptäckter relaterade till signalering i nervsystemet."

Boken publicerades med stöd av Dmitry Zimins bokprojekt

Konstnärlig design och layout av Andrey Bondarenko

Alla rättigheter förbehållna

CORPUS ® Publishing

Den här boken publicerades som en del av programmet Dmitry Zimin Book Projects och fortsätter serien

"Library of the Dynasty Foundation".

Dmitry Borisovich Zimin är grundaren av VimpelCom (Beeline), Dynasty Foundation för icke-kommersiella program och Moscow Time Foundation.

Programmet Dmitry Zimin Book Projects kombinerar tre projekt som är välkända för läsekretsen: publiceringen av populärvetenskapliga böcker "The Library of the Dynasty Foundation", publiceringsriktningen för Moscow Time Foundation och Enlightener-priset inom det ryska området. -språkig populärvetenskaplig litteratur.

Förord

De imponerande framstegen inom biologi de senaste femtio åren har gjort detta möjligt. Upptäckten av DNA:s struktur av James Watson och Francis Crick 1953 revolutionerade biologin genom att förse den med en rationell grund för att studera hur information lagrad i gener styr hur celler fungerar. Denna upptäckt gjorde det möjligt att förstå de grundläggande principerna för reglering av geners arbete - hur gener tillhandahåller syntesen av proteiner som bestämmer cellers funktion, hur gener och proteiner slås på och av under utvecklingen av en organism, vilket bestämmer dess strukturera. När dessa enastående prestationer lämnades bakom sig tog biologin, tillsammans med fysik och kemi, en central plats i naturvetenskapernas konstellation.

Beväpnad med ny kunskap och självförtroende rusade biologin till sitt högsta mål - att förstå det mänskliga psykets biologiska natur. Arbetet i denna riktning, som länge ansetts vara ovetenskapligt, är redan i full gång. Dessutom, när vetenskapshistoriker betraktar de två sista decennierna av 1900-talet, kommer de sannolikt att lägga märke till ett oväntat faktum: tidens mest värdefulla upptäckter om det mänskliga psyket erhölls inte inom de discipliner som traditionellt arbetade inom detta område, t.ex. som filosofi, psykologi eller psykoanalys. De möjliggjordes genom sammansmältningen av dessa discipliner med hjärnans biologi, en ny syntetisk disciplin som blomstrade tack vare de imponerande framstegen inom molekylärbiologin. Resultatet är en ny vetenskap om sinnet som använder molekylärbiologins kraft för att utforska livets stora mysterier.

Den andra principen är att varje mental funktion i hjärnan, från de enklaste reflexerna till de mest kreativa formerna av aktivitet inom områdena språk, musik och bildkonst, utförs av specialiserade neurala kretsar som löper i olika delar av hjärnan . Därför är det mänskliga psykets biologi bättre betecknad med termen sinnets biologi, pekar på systemet av mentala operationer som utförs av dessa kretsar än av termen sinnets biologi, antyder någon lokalisering av vårt psyke och antyder att vi har en viss plats i hjärnan där alla mentala operationer utförs.

Den tredje principen: alla dessa kretsar består av samma elementära signalenheter - nervceller (neuroner). För det fjärde, i neurala kretsar, används molekyler av specifika ämnen för att generera signaler i nervceller och överföra dem mellan celler. Och den sista principen: dessa specifika signalmolekyler är evolutionärt bevarade, det vill säga de förblir oförändrade under miljontals år av evolution. Några av dem fanns i cellerna hos våra gamla förfäder och kan idag hittas i de mest avlägsna och evolutionärt primitiva släktingar - encelliga organismer som bakterier och jäst, och enkla flercelliga organismer som maskar, flugor och sniglar. För att framgångsrikt manövrera i sina livsmiljöer använder dessa varelser molekyler av samma ämnen som vi använder för att hantera deras dagliga liv och anpassa sig till sin miljö.