Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Джеральд Эдельман
Профессор Джеральд М. Эдельман (обрезано) .jpg
Джеральд М. Эдельман в 2010 году.
Родившийся
Джеральд Морис Эдельман

( 1929-07-01 )1 июля 1929 г.
Озон-парк, Куинс, Нью-Йорк
Умер17 мая 2014 г. (2014-05-17)(84 года)
Ла-Хойя, Калифорния
НациональностьАмериканец
Альма-матерUrsinus Колледж , Университет Пенсильвании школы медицины , Университета Рокфеллера
Супруг (а)Максин М. Моррисон (м. 1950; 3 ребенка)
НаградыНобелевская премия по физиологии и медицине 1972 г.
Научная карьера
ПоляИммунология
Неврология
Философия разума

Gerald Maurice Edelman ( / ɛ d əl м ən / ; 1 июля 1929 - 17 мая 2014) был американским биологом , который разделил 1972 Нобелевскую премию по физиологии и медицине за работу с Родни Роберт Портер на иммунную систему . [1] Исследование Эдельмана, получившее Нобелевскую премию, касалось открытия структуры молекул антител . [2] В интервью он сказал, что то, как компоненты иммунной системы развиваются в течение жизни человека, аналогично тому, как компоненты мозга развиваются в течение жизни. Таким образом, существует преемственность между его работой по иммунной системе, за которую он получил Нобелевскую премию , и его более поздними работами в области нейробиологии и философии разума .

Ранняя жизнь [ править ]

Джеральд Эдельман родился в 1929 году [3] в Озон-парке, Куинс, Нью-Йорк , в семье евреев , врача Эдварда Эдельмана и Анны (урожденной Фридман) Эдельман, которые работали в страховой отрасли. [4] Он изучал скрипку в течение многих лет, но в конце концов понял, что у него нет внутреннего стремления, необходимого для продолжения карьеры концертного скрипача, и вместо этого решил заняться медицинскими исследованиями. [5] Он посещал государственные школы в Нью - Йорке, окончив Джон Адамс средней школы , [6] и собирается в колледж в Пенсильвании , где он закончил с отличием с BS отUrsinus колледж в 1950 году и получил MD из Университета Пенсильвании школы медицины в 1954 году [4]

Карьера [ править ]

Через год на Джонсона Фонда медицинской физики, Эдельман стал резидентом в Massachusetts General Hospital ; Затем он занимался медициной во Франции, служа в Медицинском корпусе армии США . [4] В 1957 году Эдельман поступил в Институт медицинских исследований Рокфеллера в качестве аспиранта, работал в лаборатории Генри Кункеля и получил степень доктора философии. в 1960 году. [4] Институт сделал его помощником (позже заместителем) декана аспирантуры; он стал профессором школы в 1966 году. [4] В 1992 году он переехал в Калифорнию и стал профессором нейробиологии вНаучно-исследовательский институт Скриппса . [7]

После получения Нобелевской премии Эдельман начал исследования в области регуляции первичных клеточных процессов , в частности, контроля роста клеток и развития многоклеточных организмов , уделяя особое внимание межклеточным взаимодействиям на раннем этапе эмбрионального развития, а также в формировании и функционировании. нервной системы. Эти исследования привели к открытию молекул клеточной адгезии (CAM), которые управляют фундаментальными процессами, которые помогают животному достичь своей формы и формы, и с помощью которых строятся нервные системы. Одним из наиболее значительных открытий, сделанных в ходе этого исследования, является то, что ген- предшественник молекулы адгезии нервных клеток дал начало всей молекулярной системеадаптивный иммунитет . [8]

Нобелевская премия [ править ]

Во время службы в армии в Париже Эдельман прочитал книгу, которая пробудила его интерес к антителам . [9] Он решил, что, поскольку в книге так мало сказано об антителах, он продолжит их исследование по возвращении в Соединенные Штаты, что побудило его изучать физическую химию для получения докторской степени в 1960 году. [9] Исследования, проведенные Эдельманом и его коллегами и Родни Робертом Портером в начале 1960-х годов, произвели фундаментальный прорыв в понимании химической структуры антител, открыв дверь для дальнейших исследований. [10] За эту работу Эдельман и Портер разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1972 году. [1]

В своем пресс-релизе о Нобелевской премии 1972 года Каролинский институт назвал работу Эдельмана и Портера крупным прорывом:

Влияние открытий Эдельмана и Портера объясняется тем, что они дали ясную картину структуры и способа действия группы биологически особо важных веществ. Этим они заложили прочную основу для действительно рациональных исследований, чего ранее в иммунологии не хватало. Их открытия, несомненно, представляют собой прорыв, который сразу же вызвал бурную исследовательскую деятельность во всем мире во всех областях иммунологической науки и дал результаты, имеющие практическое значение для клинической диагностики и терапии. [11]

Дисульфидные связи [ править ]

Диаграмма, иллюстрирующая дисульфидные связи (красный), которые связывают легкую (зеленый) и тяжелую (синий) белковые субъединицы молекул иммуноглобулина G (IgG). Эта диаграмма также иллюстрирует относительные положения вариабельного (V) и константного (C) доменов молекулы IgG. Вариабельные области тяжелой и легкой цепи объединяются, образуя сайты связывания антигена на концах двух симметричных плеч антитела.

Ранние исследования Эдельмана структуры белков антител показали, что дисульфидные связи связывают белковые субъединицы. [2] Белковые субъединицы антител бывают двух типов: тяжелые цепи большего размера и легкие цепи меньшего размера. Две легкие и две тяжелые цепи связаны дисульфидными связями с образованием функционального антитела.

Молекулярные модели структуры антител [ править ]

Используя экспериментальные данные своего собственного исследования и работы других, Эдельман разработал молекулярные модели белков антител. [12] Ключевой особенностью этих моделей была идея о том, что антигенсвязывающие домены антител ( Fab ) включают аминокислоты как из легких, так и из тяжелых белковых субъединиц. Межцепочечные дисульфидные связи помогают объединить две части антигенсвязывающего домена.

Секвенирование антител [ править ]

Эдельман и его коллеги использовали цианогенбромид и протеазы для фрагментации белковых субъединиц антитела на более мелкие части, которые можно было проанализировать для определения их аминокислотной последовательности . [13] [14] В то время, когда была определена первая полная последовательность антитела (1969) [15], это была самая большая полная последовательность белка, которую когда-либо определяли. Доступность аминокислотных последовательностей белков антител позволила признать тот факт, что организм может продуцировать множество различных белков антител с аналогичными константными областями антител и дивергентными вариабельными областями антител .

Топобиология [ править ]

Топобиология - это теория Эдельмана, которая утверждает, что морфогенез управляется различными адгезивными взаимодействиями между гетерогенными популяциями клеток, и объясняет, как одна клетка может дать начало сложному многоклеточному организму. Как было предложено Эдельманом в 1988 году, топобиология - это процесс, который формирует и поддерживает дифференцированные ткани и приобретается за счет энергетически благоприятной сегрегации клеток через гетерологичные клеточные взаимодействия.

Теория сознания [ править ]

Смотрите также: Вторичное сознание

В своей более поздней карьере Эдельман был известен своей теорией сознания , описанной в трилогии технических книг и в нескольких последующих книгах, написанных для широкой аудитории, включая « Яркий воздух», «Блестящий огонь» (1992), [16] [17] Вселенная. сознания (2001, с Джулио Тонони ), « Шире, чем небо» (2004) и « Вторая природа: наука о мозге и человеческие знания» (2007).

В Second Nature Эдельман определяет человеческое сознание как:

"... что вы теряете при входе в глубокий сон без сновидений ... глубокую анестезию или кому ... что вы восстанавливаете после выхода из этих состояний. [] переживание единой сцены, состоящей из различных сенсорных реакций ... воспоминаний. .. расположение ... "

Первая из технических книг Эдельмана, Mindful Brain (1978), [18], развивает его теорию нейронного дарвинизма , которая построена на идее пластичности нейронной сети в ответ на окружающую среду. Вторая книга, « Топобиология» (1988), [19], предлагает теорию того, как первоначальная нейронная сеть мозга новорожденного устанавливается во время развития эмбриона . The Remembered Present (1990) [20] содержит расширенное изложение его теории сознания .

В своих книгах Эдельман предложил биологическую теорию сознания, основанную на его исследованиях иммунной системы. Он явно поместил свою теорию в теорию естественного отбора Чарльза Дарвина , сославшись на ключевые положения теории популяций Дарвина, которая постулирует, что индивидуальная изменчивость внутри вида обеспечивает основу для естественного отбора, который в конечном итоге приводит к эволюции новых видов. [21] Он явно отверг дуализм, а также отверг новые гипотезы, такие как так называемая «вычислительная» модель сознания., которые сравнивают функции мозга с операциями компьютера. Эдельман утверждал, что разум и сознание - это чисто биологические явления, возникающие в результате сложных клеточных процессов в мозге, и что развитие сознания и интеллекта можно объяснить с помощью теории Дарвина.

Теория Эдельмана пытается объяснить сознание с точки зрения морфологии мозга. Мозг новорожденного ребенка состоит из огромной популяции нейронов (примерно 100 миллиардов клеток), и те, которые выживают на начальных этапах роста и развития, будут иметь примерно 100 триллионов связей друг с другом. Образец мозговой ткани размером со спичечную головку содержит около миллиарда соединений, и если мы рассмотрим, как эти нейронные связи могут быть по-разному скомбинированы, количество возможных перестановок станет сверхастрономическим - порядка десяти, за которыми следуют миллионы нулей. . [22] Молодой мозг содержит гораздо больше нейронов, чем в конечном итоге доживет до зрелости, и Эдельман утверждал, что эта избыточная емкость необходима, потому что нейроны - единственные клетки в теле, которые не могут быть обновлены, и потому что только те клетки и сети, которые лучше всего приспособлены к их конечной цели, будут выбираться по мере их организации в нейронные группы.

Нейронный дарвинизм [ править ]

Теория Эдельмана о групповом отборе нейронов, известная также как « нейронный дарвинизм », включает три основных принципа - отбор в процессе развития, экспериментальный отбор и повторный вход.

  1. Отбор развития - формирование общей анатомии головного мозга контролируется генетическими факторами, но у любого человека связь между нейронами на синаптическом уровне и их организация в функциональные нейронные группы определяется соматическим отбором во время роста и развития. Этот процесс порождает огромное разнообразие нейронных схем, таких как отпечаток пальца или радужная оболочка глаза., у двух людей не будет абсолютно одинаковых синаптических структур в любой сопоставимой области ткани мозга. Их высокая степень функциональной пластичности и необычайная плотность их взаимосвязей позволяет нейронным группам самоорганизовываться во многие сложные и адаптируемые «модули». Они состоят из множества различных типов нейронов, которые обычно более тесно и плотно связаны друг с другом, чем с нейронами в других группах.
  2. Опытный отбор- Перекрывая первоначальный рост и развитие мозга и распространяясь на всю жизнь человека, непрерывный процесс синаптического отбора происходит в разнообразных репертуарах нейронных групп. Этот процесс может усиливать или ослаблять связи между группами нейронов, и он ограничивается ценностными сигналами, которые возникают в результате активности восходящих систем мозга, которые постоянно модифицируются успешным выходом. Экспериментальный отбор генерирует динамические системы, которые могут «отображать» сложные пространственно-временные события от органов чувств, систем тела и других нейронных групп в головном мозге на другие выбранные нейронные группы. Эдельман утверждает, что этот динамический процесс отбора прямо аналогичен процессам отбора, которые действуют на популяции особей в виде видов,и он также указывает, что эта функциональная пластичность является обязательной, поскольку даже обширные возможности кодирования всего человеческого генома недостаточны для явного определения астрономически сложных синаптических структур развивающегося мозга.[23]
  3. Возвращение
    Основная статья: Reentry (нейронная схема)
    - концепция реентерабельной передачи сигналов между группами нейронов. Он определяет повторный вход как продолжающийся рекурсивный динамический обмен сигналами, который происходит параллельно между картами мозга и который непрерывно связывает эти карты друг с другом во времени и пространстве ( видеоролик : Эдельман демонстрирует спонтанное групповое формирование среди нейронов с повторно входящими связями [24]. ]). Повторный вход зависит от его операций в сложных сетях массивно параллельных реципрокных связей внутри и между нейронными группами, которые возникают в результате процессов эволюционного и эмпирического отбора, описанных выше. Эдельман описывает повторное вхождение как «форму продолжающегося отбора более высокого порядка ... который кажется уникальным для мозга животных» и что «нет другого объекта в известной вселенной, столь полностью отличающегося возвратной схемой, как человеческий мозг».

Теория эволюции [ править ]

Эдельман и Галли первыми указали на повсеместное распространение вырождения в биологических системах и фундаментальную роль, которую вырождение играет в облегчении эволюции. [25]

Более поздняя карьера [ править ]

Эдельман основал и руководил Институтом неврологии , некоммерческим исследовательским центром в Сан-Диего, который в период с 1993 по 2012 год изучал биологические основы высших функций мозга у людей. Он входил в научный совет проекта World Knowledge Dialogue. [26]

Эдельман был членом Консультативного совета Фестиваля науки и техники США . [27]

Личный [ править ]

Эдельман женился на Максин М. Моррисон в 1950 году. [4] У них двое сыновей, Эрик, визуальный художник из Нью-Йорка, и Дэвид, адъюнкт-профессор нейробиологии в Университете Сан-Диего . Их дочь Джудит Эдельман - музыкант из мятлика , записывающийся исполнитель и писатель. Некоторые наблюдатели [ кто? ] отметили, что персонаж Ричарда Пауэрса « Создатель эха» может быть кивком Эдельману.

Здоровье и смерть [ править ]

Позже у него был рак простаты и болезнь Паркинсона . [28] Эдельман умер 17 мая 2014 года в Ла-Хойе, Калифорния , в возрасте 84 лет. [3] [29] [30]

Библиография [ править ]

  • Нейронный дарвинизм : теория отбора нейронных групп (Basic Books, Нью-Йорк, 1987). ISBN  0-19-286089-5
  • Топобиология: Введение в молекулярную эмбриологию (Основные книги, 1988, переиздание 1993) ISBN 0-465-08653-5 
  • Запоминающееся настоящее: биологическая теория сознания (Basic Books, Нью-Йорк, 1990). ISBN 0-465-06910-X 
  • Яркий воздух, блестящий огонь: о материи разума (Basic Books, 1992, Reprint edition 1993). ISBN 0-465-00764-3 
  • The Brain , Эдельман и Жан-Пьер Ченжакс, редакторы, (Transaction Publishers, 2000). ISBN 0-7658-0717-3 
  • Вселенная сознания : как материя становится воображением , Эдельман и Джулио Тонони , соавторы, (Basic Books, 2000, Reprint edition 2001). ISBN 0-465-01377-5 
  • Шире, чем небо : феноменальный дар сознания (Yale Univ. Press 2004) ISBN 0-300-10229-1 
  • Вторая природа: наука о мозге и человеческое знание (Yale University Press, 2006) ISBN 0-300-12039-7 

См. Также [ править ]

  • Биологически вдохновленные вычисления
  • Воплощенная философия
  • Воплощенное познание
  • Reentry (нейронная схема)
  • Список еврейских лауреатов Нобелевской премии

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Джеральд М. Эдельман на Nobelprize.org , по состоянию на 11 октября 2020 г.
  2. ^ a b Структурные различия между антителами разной специфичности Архивировано 8 мая 2006 г. в Wayback Machine Г. М. Эдельманом, Б. Бенацеррафом, З. Яичником и М. Д. Пуликом в Proc Natl Acad Sci USA (1961), том 47, страницы 1751-1758 .
  3. ^ a b Рутисхаузер, Урс (2014). «Джеральд Эдельман (1929–2014), биолог, получивший Нобелевскую премию за решение структуры антител» . Природа . 510 (7506): 474. Bibcode : 2014Natur.510..474R . DOI : 10.1038 / 510474a . PMID 24965643 . 
  4. ^ a b c d e f Одельберг, Вильгельм, изд. (1973). «Джеральд М. Эдельман: Биография» . Нобелевский приз 1972 года . Нобелевский фонд . Проверено 27 сентября 2007 года . (Включая Приложение, май 2005 г.)
  5. ^ Замечания Эдельман в 2008 радиоинтервью с физиком Мичио Каку (принимающей Exploration ).
  6. ^ Раво, Ник (7 января 1987). «Внимание, старшая школа Куинса сбивает с толку» . Нью-Йорк Таймс .
  7. ^ "Джеральд М. Эдельман: Биографическая справка" (PDF) . Проверено 27 сентября 2007 года .
  8. ^ Nobelprize.org - биография Джеральда М. Эдельмана
  9. ^ a b "Профиль Границы: Джерри Эдельман" . 21 ноября 2000 . Проверено 27 сентября 2007 года .
  10. ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 1972 г.» (пресс-релиз). Karolinksa Institutet. Октябрь 1972 . Проверено 27 сентября 2007 года . Их открытия явно представляют собой прорыв, который сразу же вызвал бурную исследовательскую деятельность во всем мире ...
  11. ^ Каролинского Институтет пресс - релиз, октябрь 1972
  12. ^ Эдельман, G .; Галли, Дж. (1964). «Модель для молекулы антитела 7S» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 51 (5): 846–853. Bibcode : 1964PNAS ... 51..846E . DOI : 10.1073 / pnas.51.5.846 . PMC 300172 . PMID 14173001 .  
  13. ^ Cummingham, B .; Gottlieb, P .; Кенигсберг, Вт .; Эдельман, Г. (1968). «Ковалентная структура гамма-G-иммуноглобулина человека. V. Неполная аминокислотная последовательность легкой цепи». Биохимия . 7 (5): 1983–1994. DOI : 10.1021 / bi00845a049 . PMID 5650389 . 
  14. ^ Готтлиб, PD; Каннингем, BA; Waxdal, MJ; Кенигсберг, WH; Эдельман, GM (1968). «Вариабельные области тяжелых и легких полипептидных цепей одной и той же молекулы гамма-G-иммуноглобулина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 61 (1): 168–175. Bibcode : 1968PNAS ... 61..168G . DOI : 10.1073 / pnas.61.1.168 . PMC 285919 . PMID 4177258 .  
  15. ^ Эдельман, GM; Каннингем, BA; Галл, МЫ; Готтлиб, PD; Rutishauser, U .; Waxdal, MJ (1969). «Ковалентная структура всей молекулы иммуноглобулина gammaG» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 63 (1): 78–85. Bibcode : 1969PNAS ... 63 ... 78E . DOI : 10.1073 / pnas.63.1.78 . PMC 534037 . PMID 5257969 .  
  16. ↑ Таубер, Альфред I. (19 ноября 1992 г.). «Обзор« Яркого воздуха, блестящего огня: о разуме »Джеральда М. Эдельмана». N Engl J Med . 327 (21): 1535–1536. DOI : 10.1056 / NEJM199211193272119 .
  17. ^ «Обзор« Яркий воздух, блестящий огонь: о материи разума »Джеральда Эдельмана» . Киркус Обзоры . 20 апреля 1992 г.
  18. ^ Джеральд М. Эдельман (1978). Внимательный мозг: корковая организация и групповая селективная теория высших функций мозга . MIT Press. ISBN 9780262050203.
  19. ^ Джеральд М. Эдельман (1988). Топобиология: введение в молекулярную эмбриологию . Основные книги. ISBN 9780465086344.
  20. ^ Джеральд М. Эдельман (1989). Вспомнившееся настоящее: биологическая теория сознания . Основные книги. ISBN 9780465069101.
  21. ↑ Джеральд М. Эдельман, Жан-Пьер Чанжо (2001). Мозг . Издатели транзакций. п. 45.CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  22. ^ Джеральд Эдельман (1992). Яркий воздух, сияющий огонь . Пингвин. п. 17.
  23. ↑ Джеральд Эдельман, Яркий воздух, Блестящий огонь (Пингвин, 1992), стр.224
  24. ↑ Джеральд Эдельман: « От динамики мозга к сознанию: прелюдия к будущему интеллектуальных устройств », видео, лекция IBM по когнитивным вычислениям, июнь 2006 г.
  25. ^ Edelman и Галли (2001). «Вырождение и сложность биологических систем» . Труды Национальной академии наук США . 98 (24): 13763–13768. Bibcode : 2001PNAS ... 9813763E . DOI : 10.1073 / pnas.231499798 . PMC 61115 . PMID 11698650 .  
  26. ^ «Мировой диалог знаний» . Проверено 12 октября 2007 года .
  27. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 21 апреля 2010 года . Проверено 23 февраля 2015 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  28. ^ «Джеральд М. Эдельман, лауреат Нобелевской премии и« нейронный дарвинист », умер в возрасте 84 лет» . Нью-Йорк Таймс . 23 мая 2014 года . Проверено 23 мая 2014 года .
  29. ^ "Джеральд Эдельман, лауреат Нобелевской премии умирает" . UT San Diego.com. 20 мая 2014 года . Проверено 21 мая 2014 года .
  30. ↑ Мюллер-Юнг, Иоахим (19 мая 2014 г.). "Hirnforscher Gerald Edelman gestorben: Darwins Gehirn" . Faz.net . Проверено 18 января 2019 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Смоляр, Стивен В. (1994), «Обзор Г. М. Эдельмана (рецензия на книгу)» , в Уильяме Дж. Кланси; Стивен В. Смоляр; Марк Стефик (ред.), Созерцая умы: форум для искусственного интеллекта , Массачусетс: Массачусетский технологический институт, стр. 431–446, ISBN 978-0-262-53119-1, получено 21 мая 2010 г.(первоначально опубликовано в журнале « Искусственный интеллект» 39 (1989) 121–139.)

Внешние ссылки [ править ]

  • Джеральд Эдельман рассказывает историю своей жизни в Web Of Stories
  • Исследовательский институт Скриппса - факультет: Джеральд Эдельман
  • Джеральд М. Эдельман на Nobelprize.org
  • «Эволюция в вашем мозгу: Джеральд Эдельман говорит, что выживают только самые приспособленные нейроны», интервью в журнале Discover , июль 2007 г.
  • «Доктор мозга: доктор Джеральд Эдельман - гений духовного пути» - профиль в еврейском журнале Сан-Диего , октябрь 2007 г.
  • «От динамики мозга к сознанию» , видео, лекция IBM по когнитивным вычислениям, июнь 2006 г., неактивна по состоянию на
  • Фонд Джеффри Эпштейна VI 15 июня 2013 г.
  • Эдельман Джеральд Нобелевские светила - еврейские лауреаты Нобелевской премии, на веб- сайте Бейт-Хатфуцот - Музея еврейского народа .