埃里克·坎德爾(美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家,效力于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的前沿研究)
埃里克·坎德爾,猶太裔神經(jīng)科學(xué)家。?1929年11月7日出生于奧地利維也納,二戰(zhàn)期間為逃離納粹迫害而隨家人移居美國(guó)。?本科畢業(yè)于哈佛大學(xué),并在紐約大學(xué)獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位,后任教于哥倫比亞大學(xué)。他一生效力于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的前沿研究,因?yàn)樵谟洃泝?chǔ)存的神經(jīng)機(jī)制研究中所做出的重大貢獻(xiàn),于2000年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。?其自傳《追尋記憶的痕跡》,曾榮獲2006年度《洛杉磯時(shí)報(bào)》圖書獎(jiǎng)科技類最佳作品和2007年度美國(guó)國(guó)家學(xué)院知識(shí)傳播獎(jiǎng)最佳圖書。
人物介紹
埃里克·坎德爾(Eric Richard Kandel)1929年11月7日出生于奧地利的維也納,二戰(zhàn)期間隨家人移居美國(guó),獲美國(guó)國(guó)籍。1956年畢業(yè)于紐約大學(xué),一生效力于精神病學(xué)和生理學(xué)研究領(lǐng)域并獲得杰出貢獻(xiàn)。2000年,埃里克·坎德爾與好友保羅·格林加德以及阿爾維德·卡爾森共同獲得了諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)??驳聽柅@獎(jiǎng)是因?yàn)樵谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)了如何改變突觸的效能,以及其中涉及了哪些分子機(jī)制。
美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的坎德爾是跨越多個(gè)領(lǐng)域、享譽(yù)盛名的一代開山宗師,他開啟了神經(jīng)科學(xué)中的學(xué)習(xí)和記憶領(lǐng)域細(xì)胞分子層次研究的全新科學(xué)領(lǐng)域,而且不斷的做出領(lǐng)導(dǎo)性和突破性的研究,雖然現(xiàn)在他已70多歲,他的研究還是走在這個(gè)領(lǐng)城的最前沿。 坎德爾早在1983年就獲得了素有“美國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的“亞伯雷斯克獎(jiǎng)”(Albert Lasker Award)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng),早就被看好排隊(duì)在等著拿諾貝爾獎(jiǎng)。同時(shí),他也在1983年就成為哥倫比亞大學(xué)學(xué)術(shù)地位最崇高的“大學(xué)教授”(University Professor)。哥大鼓勵(lì)“大學(xué)教授”做跨越領(lǐng)域的研究,“大學(xué)教授”享有的殊榮之一,就是可以在任何學(xué)系開任何喜歡開的課,即使是從來沒有的課?!】驳聽栐诠鸫髮W(xué)時(shí)主修歷史和文學(xué),同時(shí)也對(duì)精神病學(xué)發(fā)生了興趣,所以坎德爾畢業(yè)后來到紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院修精神病學(xué),準(zhǔn)備以后成為精神病分析醫(yī)師。不過當(dāng)他到醫(yī)學(xué)院時(shí),他問他自己,什么是精神病的核心問題呢?他認(rèn)為除了基因以外,記憶是最重要的。所以坎德爾決定朝腦部和記憶的方向發(fā)展。
職業(yè)履歷
埃里克·坎德爾的畢業(yè)院校 紐約大學(xué)學(xué)術(shù)教育和職位背景 1953年,美國(guó)馬里蘭州巴爾的摩市約翰·霍普金斯大學(xué)博士
1953至1959年,英國(guó)劍橋大學(xué)、倫敦大學(xué)、國(guó)家醫(yī)學(xué)研究所以及美國(guó)馬里蘭州國(guó)家衛(wèi)生研究所生物化學(xué)博士后
1959至1967年,美國(guó)紐約州阿德斯雷市Geigy研究實(shí)驗(yàn)室生物化學(xué)部主任 1961至1970年,美國(guó)紐約市愛因斯坦醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)訪問副教授和教授
1960至1964年任波士頓哈佛醫(yī)學(xué)院精神病學(xué)高級(jí)??谱≡簩?shí)習(xí)醫(yī)師
1965至1974年任紐約大學(xué)生理與精神病學(xué)系副教授
1968至1983年,美國(guó)康涅狄格州紐黑文市耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)和精神病學(xué)教授 1974至1983年,任哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)與行為學(xué)研究中心主任、生理與精神病學(xué)系教授
1983年至今任哥倫比亞大學(xué)生物化學(xué)與分子生物物理學(xué)系教授、哥倫比亞大學(xué)哈佛休伊醫(yī)學(xué)院高級(jí)研究員。
醫(yī)學(xué)貢獻(xiàn)
先天性腭裂發(fā)生的分子機(jī)制
埃里克·坎德爾獲得諾貝爾獎(jiǎng)是因?yàn)樵谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)了如何改變突觸的效能,以及其中涉及了哪些分子機(jī)制。蛋白質(zhì)磷酸化對(duì)記憶形成中分子機(jī)制的作用,在坎德爾獲獎(jiǎng)的理論中是極為重要的一環(huán)。 最開始,埃里克·坎德爾研究哺乳動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶。但是,由于記憶的機(jī)制太復(fù)雜,很難研究大腦記憶過程的基本機(jī)制。因此,他決定研究更簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,即海兔(Aplysia)的神經(jīng)系統(tǒng)。此動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)由僅20,000個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成,而且多數(shù)細(xì)胞體積相當(dāng)大。海兔具有一種可以保護(hù)鰓的簡(jiǎn)單保護(hù)性反射,可以用來研究基本的學(xué)習(xí)機(jī)制。坎德爾發(fā)現(xiàn),某種類型的刺激可引起海兔保護(hù)性反射加強(qiáng)。這種反射加強(qiáng)可以持續(xù)幾天或幾周,是一種學(xué)習(xí)的過程。后來他又發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)與連接感覺神經(jīng)細(xì)胞和產(chǎn)生保護(hù)性反射肌群活化的神經(jīng)細(xì)胞之間的突觸加強(qiáng)有關(guān)。較弱的刺激形成短期記憶,一般持續(xù)數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)?!岸唐谟洃洝钡臋C(jī)制是由于離子通道受影響,使更多的鈣離子進(jìn)入神經(jīng)末梢。由此,導(dǎo)致神經(jīng)突觸釋放更多的神經(jīng)遞質(zhì),從而使反射加強(qiáng)。這些轉(zhuǎn)變是由幾個(gè)離子通道蛋白的磷酸化所致,這種機(jī)制已被保羅·格林加德(Paul Greengard)闡明。強(qiáng)大和持續(xù)的刺激將導(dǎo)致能持續(xù)幾周的長(zhǎng)期記憶形成。強(qiáng)刺激可引起信使分子cAMP和蛋白激酶A水平增高,這些信號(hào)到達(dá)細(xì)胞核,引起突觸蛋白質(zhì)水平的變化。一些蛋白增加了,而另一些蛋白數(shù)量減少。結(jié)果是突觸
損傷的分子機(jī)制
的體積變大,使得突觸功能持續(xù)增強(qiáng)。與短期記憶不同的是,長(zhǎng)期記憶需要生成新的蛋白質(zhì)。如果新蛋白的合成受阻,長(zhǎng)期記憶將會(huì)阻斷,而短期記憶卻無影響??驳聽栍煤M米C明,短期記憶與長(zhǎng)期記憶均發(fā)生在突觸部位。
對(duì)此,坎德爾深有感觸地說,是他的妻子德尼茲鼓勵(lì)他進(jìn)入美國(guó)哥倫比亞大學(xué)進(jìn)行教學(xué)和研究工作,并且始終為他艱苦的研究工作傾注極大的熱情和支持。德尼茲夫人出生于法國(guó),后遷居美國(guó),同坎德爾結(jié)為人生伴侶,目前和坎德爾一道在哥倫比亞大學(xué)工作,教授社會(huì)學(xué)。談及自己的科研歷程,坎德爾再一次說到他的生活和工作伴侶德尼茲夫人。他說,當(dāng)初如果不是德尼茲積極勸說,他很可能不會(huì)選擇進(jìn)大學(xué)做研究工作。此后幾十年里,她一直在他身邊,是他在工作中“靈感和動(dòng)力的巨大源泉” 。
2000年,阿爾維德·卡爾森(Arvid Carlsson,瑞典),保羅·格林加德(Paul Greengard,美國(guó)),Eric R. Kandel(美國(guó)),關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)傳導(dǎo)方面的研究。 獲得“諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”
記憶研究
埃里克·坎德爾的實(shí)驗(yàn)對(duì)象 海兔 對(duì)記憶的研究 坎德爾由對(duì)海兔的學(xué)習(xí)和記憶的研究,探究出了短期記憶和長(zhǎng)期記憶的作用機(jī)制,其發(fā)生的地點(diǎn)都在神經(jīng)突觸,而神經(jīng)遞質(zhì)在其中發(fā)揮了重要作用。
短期記憶由較弱的刺激形成。其作用機(jī)制是和葛林加德發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)磷酸化一樣,神經(jīng)遞質(zhì)促進(jìn)cAMP制造→cAMP再活化蛋白質(zhì)活化酶A(PKA)→PKA再使特定離子管道(如鉀離子管道)蛋白質(zhì)磷酸化→結(jié)果造成特定離子管道失去活性,增加鈣離子進(jìn)入神經(jīng)末稍,導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)在突觸的釋放增加,從而造成反射作用的增強(qiáng),就形成短期的記憶。
長(zhǎng)期記憶是由較強(qiáng)和較久的刺激所形成。其作用機(jī)制前面幾步同樣是神經(jīng)遞質(zhì)→cAMP→PKA→蛋白質(zhì)磷酸化。不過由于刺激較強(qiáng)和較久,這些步驟所增加的量都會(huì)多出許多,結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞核再合成新的蛋白質(zhì)。細(xì)胞核合成新
埃里克·坎德爾的實(shí)驗(yàn)對(duì)象 海蝸牛
的蛋白質(zhì)是長(zhǎng)期記憶和短期記憶不同的關(guān)鍵所在,它可以導(dǎo)致突觸的形狀和功能發(fā)生改變,也就是所謂的“突觸可塑性”(synapticplasticity),從而增強(qiáng)突觸的效能和神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,形成長(zhǎng)期記憶。 坎德爾除了用海蝸牛做研究外,還在20世紀(jì)90年代開始用較復(fù)雜的老鼠做實(shí)驗(yàn),研究有關(guān)學(xué)習(xí)和記憶的基因。他發(fā)現(xiàn),腦部海馬突觸的長(zhǎng)期改變對(duì)空間記憶的儲(chǔ)存很重要。1999年,坎德爾的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)年輕和年老的老鼠做迷宮和腦部海馬切片的研究,他們發(fā)現(xiàn),年老老鼠空間記憶的衰退和腦部海馬長(zhǎng)期增強(qiáng)的后階段(L-LTP,latephaseoflong-termpotentiation)減少有關(guān)。由于L-LTP依賴于cAMP的活化,他們發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)cAMP的藥物———例如多巴胺D1/D5受體促進(jìn)劑和cAMP磷酸雙脂化酶抑制劑(Rolipram),可以降低L-LTP的減少和空間記憶的衰退。
坎德爾所研究的細(xì)胞分子水平的學(xué)習(xí)和記憶作用機(jī)制,基本上也適用于人類。所以,我們的記憶可以說是位于突觸??驳聽柕难芯坎坏珵槲覀兲峁┝藢?duì)學(xué)習(xí)和記憶的深層理解,也提供了開發(fā)有關(guān)記憶增強(qiáng)藥物的契機(jī)。
榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)
亞伯雷斯克獎(jiǎng)(Albert Lasker Award)
1945年首次頒發(fā)的亞伯雷斯克獎(jiǎng)被譽(yù)為美國(guó)諾貝爾獎(jiǎng),并且被認(rèn)為是國(guó)際最著名的基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)研究研究獎(jiǎng)項(xiàng),其主要原因是由于該獎(jiǎng)項(xiàng)的提名和評(píng)選過程是經(jīng)過國(guó)際頂級(jí)科學(xué)家構(gòu)成的評(píng)委會(huì)進(jìn)行嚴(yán)格審查。埃里克·坎德爾早在1983年就獲得了該獎(jiǎng)項(xiàng)。
諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)
諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),是根據(jù)阿爾弗雷德·諾貝爾逝世前立下的遺囑,諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)由位于瑞典首都斯德哥爾摩的卡羅琳醫(yī)學(xué)院負(fù)責(zé)頒發(fā)。頒獎(jiǎng)儀式于每年12月10日,諾貝爾逝世周年紀(jì)念日舉行。諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)是為了表彰前一年中在生理學(xué)或者醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有重要的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的人。
根據(jù)諾貝爾基金會(huì)的相關(guān)章程,評(píng)選由卡羅琳醫(yī)學(xué)院諾貝爾大會(huì)負(fù)責(zé),大會(huì)由50名選舉出來的卡羅琳醫(yī)學(xué)院名教授組成。現(xiàn)在,生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的評(píng)選程序大致為:
1、卡羅琳醫(yī)學(xué)院的諾貝爾大會(huì)任命一個(gè)工作委員會(huì)——諾貝爾委員會(huì)(NobelCommittee)負(fù)責(zé)前期工作。
2、邀請(qǐng)生理醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的代表提名候選人,提名截至日期為每年2月1日。
3、諾貝爾委員會(huì)對(duì)提名進(jìn)行初步篩選,然后候選人提交給諾貝爾大會(huì)。
4、諾貝爾大會(huì)最終決定得主,并對(duì)外公布(一般在每年10月份)。
5、每年12月10日在斯德哥爾摩音樂廳舉行頒獎(jiǎng)儀式。
美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?/p>
國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?是由美國(guó)國(guó)會(huì)法令86-209的基礎(chǔ)上在1959年8月25日建立的。該榮譽(yù)勛章原本是獎(jiǎng)勵(lì)在“物理、生物、數(shù)學(xué)、科學(xué)或工程”領(lǐng)域的科學(xué)家。 美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪通過行政命令于1961年成立國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)挛瘑T會(huì),該委員會(huì)由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)管理。1979年,?美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)建議將獎(jiǎng)項(xiàng)擴(kuò)大到社會(huì)及行為科學(xué)。
沃爾夫醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)
沃爾夫醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)(英語:Wolf Prize in Medicine),即以色列沃爾夫基金會(huì)(英語:Wolf Foundation)頒授沃爾夫獎(jiǎng)之一,獎(jiǎng)勵(lì)那些在醫(yī)學(xué),特別是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)方面有重大發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家。
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