Edelman, Gerald

Gerald Maurice Edelman
Gerald Maurice Edelman
Fødselsdato 1. juli 1929( 1929-07-01 )
Fødselssted Queens , New York , USA
Dødsdato 17. maj 2014 (84 år)( 2014-05-17 )
Et dødssted
Land  USA
Videnskabelig sfære biologi , immunologi
Arbejdsplads Scripps Research Institute
Rockefeller University
Alma Mater University of Pennsylvania
videnskabelig rådgiver Frederik Senger
Præmier og præmier Nobelprisen i fysiologi eller medicin Ariens Cuppers Medal [d] ( 1999 ) Eli Lilly-prisen i biokemi [d] ( 1965 ) æresdoktor fra University of A Coruña [d] ( 9. juli 2003 ) æresdoktor fra University of Miami [d] ( 12. maj 1995 )
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Gerald Maurice Edelman ( eng.  Gerald Maurice Edelman ; 1. juli 1929 , New York - 17. maj 2014 ) - amerikansk immunolog og neurofysiolog, vinder af Nobelprisen i fysiologi eller medicin i 1972 (sammen med Rodney Porter ) "for opdagelser vedr. de kemiske antistofstrukturer ".

Medlem af US National Academy of Sciences (1969) [1] , udenlandsk medlem af det franske videnskabsakademi (1978) [2] .

Biografi

Gerald Edelman blev født i 1929 [3] i Ozone Park, Queens, New York, til en jødisk familie af lægen Edward Edelman og Anna (født Friedman) Edelman, som arbejdede i forsikringsbranchen. Som barn var Edelman glad for at spille violin i mange år, men indså efterfølgende, at han ikke havde den nødvendige indre drivkraft til at forfølge en karriere som koncertviolinist og besluttede sig i stedet for at forfølge medicinsk forskning. Han gik på offentlige skoler i New York, dimitterede fra John Adams High School og gik på college i Pennsylvania, hvor han afsluttede summa cum laude med en Bachelor of Science-grad. Han dimitterede yderligere fra Ursinus College i 1950 og modtog sin MD fra University of Pennsylvania School of Medicine i 1954.

Karriere

Efter et år på Johnson Foundation for Medical Physics blev Edelman bosiddende på Massachusetts General Hospital; Han praktiserede derefter medicin i Frankrig, mens han tjente i US Army Medical Corps [4] . I 1957 kom Edelman ind på Rockefeller Institute for Medical Research som kandidatstuderende, arbejdede i Henry Kunkels laboratorium og modtog sin ph.d. i 1960 udnævnte instituttet ham til assistent (senere assistent) for ph.d.-skolens dekan; han blev professor ved skolen i 1966. I 1992 flyttede han til Californien og blev professor i neurovidenskab ved Scripps Research Institute [5] .

Efter at have modtaget Nobelprisen begyndte Edelman forskning inden for regulering af primære cellulære processer, især kontrol af cellevækst og udvikling af multicellulære organismer, med fokus på intercellulære interaktioner i tidlig embryonal udvikling, såvel som i dannelse og funktion . nervesystem. Disse undersøgelser førte til opdagelsen af ​​celleadhæsionsmolekyler (CAM'er), som styrer de fundamentale processer, der hjælper et dyr med at opnå sin form og form, og hvorved nervesystemerne opbygges. En af de mest betydningsfulde opdagelser, der er gjort i denne undersøgelse, er, at det neurale adhæsionsmolekyle precursorgen gav anledning til hele det molekylære system af adaptiv immunitet [6] .

Nobelprisen

Mens han tjente i hæren i Paris, læste Edelman en bog, der vækkede hans interesse for immunsystemets proteiner kaldet antistoffer . Han besluttede, at han ved sin tilbagevenden til USA ville studere antistoffernes natur, hvilket efterfølgende førte ham til at studere fysisk kemi, hvor han modtog sin ph.d. Forskning udført af Edelman, hans kolleger og Rodney Robert Porter i begyndelsen af ​​1960'erne førte til fundamentale opdagelser i forståelsen af ​​antistoffers kemiske struktur, hvilket åbnede døren for yderligere forskning. For dette arbejde delte Edelman og Porter Nobelprisen i fysiologi eller medicin i 1972.

I deres pressemeddelelse fra Nobelprisen fra 1972 kaldte Karolinska Institutet Edelman og Porters arbejde for et stort gennembrud:

"Betydningen af ​​Edelman og Porters opdagelser ligger i, at de gav et klart billede af forståelsen af ​​strukturen og virkningsmekanismen for en gruppe af særligt vigtige biologiske stoffer. Dermed lagde de et solidt grundlag for virkelig rationel forskning, noget som immunologien i høj grad havde manglet tidligere. Deres opdagelser repræsenterer utvivlsomt et gennembrud, der straks udløste en byge af forskningsaktivitet rundt om i verden inden for alle områder af immunologisk videnskab, hvilket gav resultater af praktisk betydning for klinisk diagnose og terapi."

Disulfidbindinger opdaget i antistoffer

Edelmans tidlige undersøgelser af strukturen af ​​antistofproteiner viste, at disulfidbindinger binder proteinunderenheder. [7] Proteinunderenhederne af antistoffer er af to typer: større tunge kæder og mindre lette kæder. De to lette og to tunge kæder er forbundet med disulfidbindinger for at danne et funktionelt antistof.

Molekylære modeller af strukturen af ​​antistoffer

Ved at bruge eksperimentelle data fra sin egen forskning og andres arbejde udviklede Edelman molekylære modeller af antistofproteiner. [8] Et nøgletræk ved disse modeller var ideen om, at antistof-antigenbindende domæner ( Fab ) omfatter aminosyrer fra både lette og tunge proteinunderenheder. Interchain disulfidbindinger hjælper med at bringe de to dele af det antigenbindende domæne sammen.

Antistofsekventering

Edelman og kolleger brugte cyanogenbromid og proteaser til at fragmentere antistofproteinunderenheder i mindre stykker, der kunne analyseres for at bestemme deres aminosyresekvens [9] [10] . På det tidspunkt, hvor den første komplette antistofsekvens blev bestemt (1969) [11] , var det den største komplette proteinsekvens, der nogensinde er blevet bestemt. Tilgængeligheden af ​​aminosyresekvenser af antistofproteiner har gjort det muligt at erkende, at kroppen kan producere mange forskellige antistofproteiner med lignende konstante antistofregioner og divergerende antistofvariable regioner.

Topobiologi

Topobiologi er Edelmans teori, der siger, at morfogenesen er drevet af forskellige adhæsive interaktioner mellem heterogene populationer af celler og forklarer, hvordan en enkelt celle kan give anledning til en kompleks flercellet organisme. Som foreslået af Edelman i 1988 er topobiologi den proces, der danner og vedligeholder differentierede væv og erhverves gennem energetisk gunstig cellesegregation gennem heterologe cellulære interaktioner.

Teori om bevidsthed

I sin senere karriere var Edelman kendt for sin teori om bevidsthed, beskrevet i en trilogi af tekniske bøger og i flere efterfølgende bøger skrevet til et generelt publikum, herunder Bright Air, Brilliant Fire (1992), [12] [13] The Universe . Consciousness (2001, med Giulio Tononi), Wider Than Sky (2004) og Second Nature: Brain Science and Human Knowledge (2007).

I sine bøger definerer Edelman menneskelig bevidsthed som:

"...hvad mister du, når du går i dyb drømmeløs søvn...dyb anæstesi eller koma...hvad vinder du efter at komme ud af disse tilstande. At opleve en enkelt scene, der består af forskellige sansereaktioner...minder...placering..."

Den første af Edelmans tekniske bøger, Mindful Brain (1978) [14] , udvikler sin teori om neural darwinisme, som bygger på ideen om, at neurale netværk er plastiske som reaktion på deres omgivelser. Den anden bog, Topobiology (1988) [15] , foreslår en teori om, hvordan det oprindelige neurale netværk i den nyfødte hjerne etableres under embryonal udvikling. The Memorable Present (1990) [16] indeholder en detaljeret redegørelse for hans teori om bevidsthed.

I sine bøger foreslog Edelman en biologisk teori om bevidsthed baseret på hans forskning i immunsystemet. Han placerede eksplicit sin teori i Charles Darwins Theory of Natural Selection , idet han citerede nøgleprincipper i Darwins teori om populationer, som postulerer, at individuel variation inden for en art udgør grundlaget for naturlig udvælgelse, der i sidste ende fører til udviklingen af ​​nye arter. Han afviste eksplicit dualisme, og afviste også nye hypoteser såsom den såkaldte "beregningsmodel" for bevidsthed, hvor hjernens funktioner sammenlignes med en computers operationer. Edelman argumenterede for, at sind og bevidsthed er rent biologiske fænomener, der er et resultat af komplekse cellulære processer i hjernen, og at udviklingen af ​​bevidsthed og intelligens kan forklares ved hjælp af Darwins teori.

Edelmans teori forsøger at forklare bevidsthed i form af hjernemorfologi. En nyfødt babys hjerne består af en enorm population af neuroner (ca. 100 milliarder celler), og dem, der overlever de indledende stadier af vækst og udvikling, vil have omkring 100 billioner forbindelser med hinanden. En prøve af hjernevæv på størrelse med et tændstikhoved indeholder omkring en milliard forbindelser, og hvis vi overvejer, hvordan disse neurale forbindelser kan kombineres på forskellige måder, bliver antallet af mulige permutationer superastronomiske - i størrelsesordenen ti, efterfulgt af millioner af nuller. Den unge hjerne indeholder mange flere neuroner, end den i sidste ende vil overleve til voksenalderen, og Edelman argumenterede for, at denne overkapacitet er nødvendig, fordi neuroner  er de eneste celler i kroppen, der ikke kan fornyes, og fordi kun de celler og netværk, der bedst tilpasser sig deres ultimative mål vil blive udvalgt, da de er organiseret i neurale grupper.

Neural Darwinisme

Edelmans teori om gruppeudvælgelse af neuroner, også kendt som " neural darwinisme ", omfatter tre hovedprincipper - udvælgelse i udviklingsprocessen, eksperimentel udvælgelse og genindtræden.

1) Udviklingsudvælgelse  - dannelsen af ​​hjernens generelle anatomi styres af genetiske faktorer, men hos enhver person bestemmes forbindelsen mellem neuroner på synaptisk niveau og deres organisering i funktionelle neuronale grupper af somatisk udvælgelse under vækst og udvikling. Denne proces giver anledning til et stort udvalg af neurale kredsløb - som et fingeraftryk eller en iris vil ikke to mennesker have nøjagtig de samme synaptiske strukturer i nogen sammenlignelig region af hjernevæv. Deres høje grad af funktionel plasticitet og den ekstraordinære tæthed af deres indbyrdes forbindelser tillader neurale grupper at selvorganisere sig i mange komplekse og tilpasningsdygtige "moduler". De består af mange forskellige typer neuroner, der normalt er tættere og tættere forbundet med hinanden end til neuroner i andre grupper.

2) Eksperimentel selektion  – der overlapper den indledende vækst og udvikling af hjernen og strækker sig gennem en persons liv, en kontinuerlig proces med synaptisk selektion forekommer i en række repertoirer af neuronale grupper. Denne proces kan styrke eller svække forbindelserne mellem grupper af neuroner, og den er begrænset af de værdisignaler, der følger af aktiviteten i hjernens opadstigende systemer, som konstant modificeres af en vellykket exit. Erfaringsbaseret selektion genererer dynamiske systemer, der kan "kortlægge" komplekse rumlige begivenheder fra sanseorganerne, kropssystemerne og andre neuronale grupper i hjernen til andre udvalgte neuronale grupper. Edelman hævder, at denne dynamiske selektive proces er direkte analog med de selektionsprocesser, der virker på populationer af individer som arter, og han påpeger også, at denne funktionelle plasticitet er uundværlig, eftersom selv den enorme kodningskraft i hele det menneskelige genom er utilstrækkelig til eksplicit at indikerer astronomisk de komplekse synaptiske strukturer i den udviklende hjerne.

3) Retur

Hovedartikel: Reentry (neural kredsløb)

— konceptet med indgående signalering mellem grupper af neuroner. Han definerer reentry som en løbende rekursiv dynamisk signalering, der foregår parallelt mellem hjernekort, og som kontinuerligt forbinder disse kort med hinanden i tid og rum. Reentry afhænger af dets operationer i indviklede netværk af massivt parallelle sammenkoblinger inden for og mellem neuronale grupper, der opstår fra processerne med evolutionær og erfaringsmæssig selektion beskrevet ovenfor. Edelman beskriver genindtræden som "en form for løbende selektion af højere orden ... der ser ud til at være unik for dyrehjernen", og at "der er ingen anden entitet i det kendte univers, der er så fuldstændig anderledes i genindtrædende kredsløb som den menneskelige hjerne."

Evolutionsteorien

Edelman og Galli var de første til at påpege den allestedsnærværende degeneration i biologiske systemer og den grundlæggende rolle, som degeneration spiller for at fremme evolution [17] .

Sen karriere

Edelman grundlagde og ledede Neuroscience Institute, et non-profit forskningscenter i San Diego, der studerede det biologiske grundlag for højere hjernefunktioner hos mennesker mellem 1993 og 2012. Han tjente i det videnskabelige råd for Global Knowledge Dialogue-projektet [18] .

Edelman var medlem af Science and Technology Festival USA Advisory Board.

Personligt liv

Edelman giftede sig med Maxine M. Morrison i 1950. De har to sønner, Eric, en kunstner fra New York, og David, en lektor i neurovidenskab ved University of San Diego. Deres datter Judith Edelman er bluegrass-musiker, pladekunstner og forfatter. Nogle iagttagere har bemærket, at Edelman kan være inspirationen til Richard Powers-karakteren i The Echo Maker.

I slutningen af ​​sit liv havde han prostatakræft og Parkinsons sygdom. Edelman døde den 17. maj 2014 i La Jolla, Californien i en alder af 84. [19]

Bibliografi

  • Neural Darwinism: A Theory of Neural Group Selection (Basic Books, New York, 1987). ISBN 0-19-286089-5
  • Topobiology: An Introduction to Molecular Embryology (Basic Books, 1988, Genudgave 1993) ISBN 0-465-08653-5
  • The Remembering Present: A Biological Theory of Consciousness (Basic Books, New York, 1990). ISBN 0-465-06910-X
  • Bright Air, Shining Fire: On the Matter of Mind (Basic Books, 1992, Genoptrykt udgave 1993). ISBN 0-465-00764-3
  • Den intelligente hjerne (Transaction Publishers, 2000). ISBN 0-7658-0717-3
  • The Universe of Consciousness: How Matter Becomes Imagination , Edelman og Giulio Tononi, medforfattere, (Basic Books, 2000, Reprint edition 2001). ISBN 0-465-01377-5
  • Wider than the Sky: The Phenomenal Gift of Consciousness (Yale Univ. Press 2004) ISBN 0-300-10229-1
  • Second Nature: The Brain of Science and Human Knowledge (Yale University Press, 2006) ISBN 0-300-12039-7

Noter

  1. ↑ Edelman, Gerald på US National Academy of Sciences  hjemmeside
  2. ↑ Les membres du passé dont le nom commence par E  (fransk)
  3. ↑ Urs Rutishauser. Gerald Edelman (1929-2014)  // Natur. — 2014-06-26. - T. 510 , nr. 7506 . - S. 474 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/510474a .
  4. ↑ Odelberg, Wilhelm, red. (1973). "Gerald M. Edelman: Biografi". Les Prix Nobel en 1972. Nobelfonden. 27. september 2007
  5. ↑ "Gerald M. Edelman: Curriculum Vitae" (PDF). Hentet 27. september 2007 .
  6. ↑ Nobelprisen i fysiologi eller medicin   1972 ? . NobelPrize.org . Dato for adgang: 31. oktober 2021.
  7. ↑ G.M. Edelman, B. Benacerraf, Z. Ovary, M.D. Poulik. Strukturelle forskelle mellem antistoffer med forskellige specificiteter  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1961-11-15. - T. 47 . - S. 1751-1758 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.47.11.1751 .
  8. ↑ GM Edelman, JA Gally. EN MODEL FOR 7S ANTISTOFMOLEKYLET  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1964-05. - T. 51 . — S. 846–853 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.51.5.846 .
  9. ↑ B. A. Cummingham, P. D. Gottlieb, W. H. Konigsberg, G. M. Edelman. Den kovalente struktur af et humant gamma G-immunoglobulin. V. Delvis aminosyresekvens af den lette kæde  // Biokemi. — 1968-05. - T. 7 , nej. 5 . - S. 1983-1994 . — ISSN 0006-2960 . - doi : 10.1021/bi00845a049 .
  10. ↑ P.D. Gottlieb, B.A. Cunningham, M.J. Waxdal, W.H. Konigsberg, G.M. Edelman. Variable regioner af tunge og lette polypeptidkæder af det samme gammaG-immunoglobulinmolekyle  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1968-09. - T. 61 , no. 1 . — S. 168–175 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.61.1.168 .
  11. ↑ G.M. Edelman, B.A. Cunningham, W.E. Gall, P.D. Gottlieb, U. Rutishauser. Den kovalente struktur af et helt gammaG-immunoglobulinmolekyle  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1969-05. - T. 63 , no. 1 . — s. 78–85 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.63.1.78 .
  12. ↑ Alfred I. Tauber. Boganmeldelse Bright Air, Brilliant Fire: On the matter of the mind Af Gerald M. Edelman. 280 s., illustreret. New York, Basic Books, 1992. $25. ISBN 0-465-05245-2.  (engelsk)  // New England Journal of Medicine. — 1992-11-19. — Bd. 327 , udg. 21 . — S. 1535–1536 . — ISSN 1533-4406 0028-4793, 1533-4406 . - doi : 10.1056/NEJM199211193272119 .
  13. ↑ LYS LUFT, BRILLANT ILD | Kirkus Anmeldelser .
  14. ↑ Gerald M. Edelman. Den opmærksomme hjerne: kortikal organisation og den gruppeselektive teori om højere hjernefunktion . - Cambridge: MIT Press, 1978. - 100 sider s. - ISBN 0-262-05020-X , 978-0-262-05020-3.
  15. ↑ Gerald M. Edelman. Topobiologi: en introduktion til molekylær embryologi . - New York: Basic Books, 1988. - xv, 240 sider s. - ISBN 0-465-08634-9 , 978-0-465-08634-4, 0-465-08653-5, 978-0-465-08653-5.
  16. ↑ Gerald M. Edelman. Den huskede nutid: en biologisk teori om bevidsthed . - New York: Basic Books, 1989. - xx, 346 sider, 1 unummereret blad af plader s. - ISBN 0-465-06910-X , 978-0-465-06910-1.
  17. ↑ GM Edelman, JA Gally. Degeneration og kompleksitet i biologiske systemer  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2001-11-20. - T. 98 , nr. 24 . — S. 13763–13768 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.231499798 .
  18. ↑ "World Knowledge Dialogue". Hentet 12. oktober 2007. .
  19. ↑ Müller-Jung, Joachim . Gerald Edelman gestorben: Darwins Gehirn , FAZ.NET . Hentet 7. november 2021.

Litteratur

  • Edelman (Edelman) Gerald Maurice // Chagan - Aix-les-Bains. - M  .: Soviet Encyclopedia, 1978. - S. 564. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / chefredaktør A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 29).

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier
Slægtsforskning og nekropolis