Edelman, Gerald

Gerald Maurice Edelman
Gerald Maurice Edelman
Data nașterii 1 iulie 1929( 01.07.1929 )
Locul nașterii Queens , New York , SUA
Data mortii 17 mai 2014 (în vârstă de 84 de ani)( 17.05.2014 )
Un loc al morții
Țară  STATELE UNITE ALE AMERICII
Sfera științifică biologie , imunologie
Loc de munca Institutul de Cercetare Scripps
Universitatea Rockefeller
Alma Mater Universitatea din Pennsylvania
consilier științific Frederick Senger
Premii și premii Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină Medalia Ariens Cuppers [d] ( 1999 ) Premiul Eli Lilly pentru biochimie [d] ( 1965 ) doctorat onorific al Universității din A Coruña [d] ( 9 iulie 2003 ) doctorat onorific de la Universitatea din Miami [d] ( 12 mai 1995 )
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Gerald Maurice Edelman ( ing.  Gerald Maurice Edelman ; 1 iulie 1929 , New York - 17 mai 2014 ) - imunolog și neurofiziolog american , câștigător al Premiului Nobel pentru Fiziologie sau Medicină în 1972 (împreună cu Rodney Porter ) „pentru descoperiri referitoare la structurile anticorpilor ”.

Membru al Academiei Naționale de Științe din SUA (1969) [1] , membru străin al Academiei Franceze de Științe (1978) [2] .

Biografie

Gerald Edelman s-a născut în 1929 [3] în Ozone Park, Queens, New York, într-o familie de evrei formată din doctorul Edward Edelman și Anna (n. Friedman) Edelman, care lucrau în industria asigurărilor. În copilărie, Edelman i-a plăcut să cânte la vioară de mulți ani, dar ulterior și-a dat seama că nu avea impulsul interior necesar pentru a urma o carieră ca violonist concertist și, în schimb, a decis să urmeze cercetări medicale. A urmat școlile publice din New York, a absolvit liceul John Adams și a urmat o facultate în Pennsylvania, absolvind summa cum laude cu o diplomă de licență în științe. A absolvit în continuare Colegiul Ursinus în 1950 și și-a primit doctoratul de la Universitatea din Pennsylvania în 1954.

Cariera

După un an la Fundația Johnson pentru Fizică Medicală, Edelman a devenit rezident la Spitalul General din Massachusetts; Apoi a practicat medicina în Franța în timp ce slujea în Corpul Medical al Armatei SUA [4] . În 1957, Edelman a intrat la Institutul Rockefeller pentru Cercetări Medicale ca student absolvent, a lucrat în laboratorul lui Henry Kunkel și și-a luat doctoratul. în 1960 Institutul l-a numit asistent (mai târziu asistent) la decanul şcolii postuniversitare; a devenit profesor la școală în 1966. În 1992, s-a mutat în California și a devenit profesor de neuroștiință la Institutul de Cercetare Scripps [5] .

După ce a primit Premiul Nobel, Edelman a început cercetările în domeniul reglării proceselor celulare primare, în special, controlul creșterii celulare și dezvoltarea organismelor multicelulare, concentrându-se pe interacțiunile intercelulare în dezvoltarea embrionară timpurie, precum și în formarea și funcționarea. . sistem nervos. Aceste studii au condus la descoperirea moleculelor de adeziune celulară (CAM), care guvernează procesele fundamentale care ajută un animal să-și atingă forma și forma și prin care sunt construite sistemele nervoase. Una dintre cele mai semnificative descoperiri făcute în acest studiu este că gena precursor a moleculei de adeziune neuronală a dat naștere întregului sistem molecular de imunitate adaptivă [6] .

Premiul Nobel

În timp ce slujea în armată la Paris, Edelman a citit o carte care i-a stârnit interesul pentru proteinele sistemului imunitar numite anticorpi . El a decis ca la întoarcerea sa în Statele Unite să studieze natura anticorpilor, ceea ce l-a determinat ulterior să studieze chimia fizică, în care și-a luat doctoratul. Cercetările efectuate de Edelman, colegii săi și Rodney Robert Porter la începutul anilor 1960 au condus la descoperiri fundamentale în înțelegerea structurii chimice a anticorpilor, deschizând ușa pentru cercetări ulterioare. Pentru această lucrare, Edelman și Porter au împărțit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină în 1972.

În comunicatul de presă al Premiului Nobel din 1972, Institutul Karolinska a numit munca lui Edelman și Porter o descoperire majoră:

„Semnificația descoperirilor lui Edelman și Porter constă în faptul că au oferit o imagine clară a înțelegerii structurii și mecanismului de acțiune a unui grup de substanțe biologice deosebit de importante. Făcând acest lucru, au pus o bază solidă pentru o cercetare cu adevărat rațională, ceva de care imunologiei îi lipsea în mare măsură în trecut. Descoperirile lor reprezintă, fără îndoială, o descoperire care a declanșat imediat o serie de activități de cercetare în întreaga lume în toate domeniile științei imunologice, dând rezultate de importanță practică pentru diagnosticul și terapia clinică.”

Legături disulfură descoperite în anticorpi

Primele studii ale lui Edelman asupra structurii proteinelor anticorpilor au arătat că legăturile disulfurice leagă subunitățile proteinelor. [7] Subunitățile proteice ale anticorpilor sunt de două tipuri: lanțuri grele mai mari și lanțuri ușoare mai mici. Cele două lanțuri ușor și două grele sunt legate prin legături disulfurice pentru a forma un anticorp funcțional.

Modele moleculare ale structurii anticorpilor

Folosind date experimentale din propriile sale cercetări și munca altora, Edelman a dezvoltat modele moleculare ale proteinelor anticorpilor. [8] O caracteristică cheie a acestor modele a fost ideea că domeniile de legare a antigenului anticorpilor ( Fab ) cuprind aminoacizi din subunitățile proteinelor ușoare și grele. Legăturile disulfurice intercatenare ajută la reunirea celor două părți ale domeniului de legare a antigenului.

Secvențierea anticorpilor

Edelman și colegii au folosit bromură de cianogen și proteaze pentru a fragmenta subunitățile proteinei anticorpilor în bucăți mai mici care ar putea fi analizate pentru a determina secvența lor de aminoacizi [9] [10] . La momentul în care a fost determinată prima secvență completă de anticorpi (1969) [11] , a fost cea mai mare secvență completă de proteine ​​determinată vreodată. Disponibilitatea secvențelor de aminoacizi ale proteinelor anticorpilor a făcut posibilă recunoașterea faptului că organismul poate produce multe proteine ​​anticorpi diferite cu regiuni constante de anticorpi similare și regiuni variabile de anticorpi divergente.

Topobiologie

Topobiologia este teoria lui Edelman care afirmă că morfogeneza este condusă de diverse interacțiuni adezive între populații eterogene de celule și explică modul în care o singură celulă poate da naștere unui organism multicelular complex. Așa cum a propus Edelman în 1988, topobiologia este procesul care formează și menține țesuturi diferențiate și este dobândită prin segregarea celulară favorabilă energetic prin interacțiuni celulare heterologe.

Teoria conștiinței

În cariera sa ulterioară, Edelman a fost cunoscut pentru teoria sa a conștiinței, descrisă într-o trilogie de cărți tehnice și în câteva cărți ulterioare scrise pentru un public larg, inclusiv Bright Air, Brilliant Fire (1992), [12] [13] The Universe . Consciousness (2001, cu Giulio Tononi), Wider Than Sky (2004) și Second Nature: Brain Science and Human Knowledge (2007).

În cărțile sale, Edelman definește conștiința umană ca:

„…ce pierzi când intri în somn profund fără vise…anestezie profundă sau comă…ce câștigi după ce ieși din aceste stări. experimentând o singură scenă formată din diferite răspunsuri senzoriale…amintiri….locație…”

Prima dintre cărțile tehnice ale lui Edelman, Mindful Brain (1978) [14] , își dezvoltă teoria darwinismului neuronal, care se bazează pe ideea că rețelele neuronale sunt plastice ca răspuns la mediul lor. A doua carte, Topobiology (1988) [15] , propune o teorie a modului în care se stabilește rețeaua neuronală originală a creierului nou-născut în timpul dezvoltării embrionare. The Memorable Present (1990) [16] conține o expunere detaliată a teoriei sale despre conștiință.

În cărțile sale, Edelman a propus o teorie biologică a conștiinței bazată pe cercetările sale asupra sistemului imunitar. El și-a plasat în mod explicit teoria în Teoria selecției naturale a lui Charles Darwin , citând principiile cheie ale teoriei populațiilor a lui Darwin, care postulează că variația individuală în cadrul unei specii oferă baza selecției naturale care duce în cele din urmă la evoluția unor noi specii. El a respins în mod explicit dualismul și, de asemenea, a respins noi ipoteze, cum ar fi așa-numitul model „computațional” al conștiinței, în care funcțiile creierului sunt comparate cu operațiunile unui computer. Edelman a susținut că mintea și conștiința sunt fenomene pur biologice care rezultă din procese celulare complexe din creier și că dezvoltarea conștiinței și a inteligenței poate fi explicată folosind teoria lui Darwin.

Teoria lui Edelman încearcă să explice conștiința în termeni de morfologie a creierului. Creierul unui nou-născut este format dintr-o populație uriașă de neuroni (aproximativ 100 de miliarde de celule), iar cei care supraviețuiesc stadiilor inițiale de creștere și dezvoltare vor avea aproximativ 100 de trilioane de conexiuni între ei. O mostră de țesut cerebral de mărimea unui cap de chibrit conține aproximativ un miliard de conexiuni și, dacă luăm în considerare modul în care aceste conexiuni neuronale pot fi combinate în moduri diferite, numărul de permutări posibile devine superastronomic - de ordinul a zece, urmat de milioane de zerouri. Creierul tânăr conține mult mai mulți neuroni decât va supraviețui până la maturitate, iar Edelman a susținut că această capacitate în exces este necesară deoarece neuronii  sunt singurele celule din organism care nu pot fi reînnoite și pentru că doar acele celule și rețele care s-au adaptat cel mai bine la nivelul lor. scopul final va fi selectat pe măsură ce sunt organizați în grupuri neuronale.

Darwinism neuronal

Teoria lui Edelman a selecției de grup a neuronilor, cunoscută și sub denumirea de „ darwinism neural ”, include trei principii principale - selecția în procesul de dezvoltare, selecția experimentală și reintrarea.

1) Selecția de dezvoltare  - formarea anatomiei generale a creierului este controlată de factori genetici, dar la orice persoană legătura dintre neuroni la nivel sinaptic și organizarea lor în grupuri neuronale funcționale este determinată de selecția somatică în timpul creșterii și dezvoltării. Acest proces dă naștere la o mare varietate de circuite neuronale - cum ar fi o amprentă sau un iris, nici doi oameni nu vor avea exact aceleași structuri sinaptice în nicio regiune comparabilă a țesutului cerebral. Gradul lor ridicat de plasticitate funcțională și densitatea extraordinară a interconexiunilor lor permit grupurilor neuronale să se autoorganizeze în multe „module” complexe și adaptabile. Sunt formați din multe tipuri diferite de neuroni care sunt de obicei mai strâns și mai strâns conectați unul cu celălalt decât cu neuronii din alte grupuri.

2) Selecția experimentală  - suprapunând creșterea și dezvoltarea inițială a creierului și extinzându-se pe parcursul vieții unei persoane, are loc un proces continuu de selecție sinaptică într-o varietate de repertorii de grupuri neuronale. Acest proces poate întări sau slăbi conexiunile dintre grupurile de neuroni și este limitat de semnalele valorice care rezultă din activitatea sistemelor ascendente ale creierului, care sunt modificate constant printr-o ieșire reușită. Selecția experiențială generează sisteme dinamice care pot „carta” evenimente spațio-temporale complexe de la organele de simț, sistemele corpului și alte grupuri neuronale din creier la alte grupuri neuronale selectate. Edelman susține că acest proces selectiv dinamic este direct analog proceselor de selecție care acționează asupra populațiilor de indivizi ca specie și, de asemenea, subliniază că această plasticitate funcțională este indispensabilă, deoarece chiar și puterea vastă de codare a întregului genom uman este insuficientă pentru a fi explicit. indică astronomic structurile sinaptice complexe ale creierului în curs de dezvoltare.

3) Întoarcerea

Articolul principal: Reintrare (circuit neuronal)

— conceptul de semnalizare de intrare între grupuri de neuroni. El definește reintrarea ca o semnalizare dinamică recursivă continuă care are loc în paralel între hărțile creierului și care leagă în mod continuu aceste hărți între ele în timp și spațiu. Reintrarea depinde de operațiunile sale în rețele complicate de interconexiuni masiv paralele în și între grupurile neuronale care apar din procesele de selecție evolutivă și experiențială descrise mai sus. Edelman descrie reintrarea ca „o formă de selecție continuă de ordin superior... care pare a fi unică pentru creierul animal” și că „nu există nicio altă entitate în universul cunoscut atât de complet diferită în circuitele de reintrare ca creierul uman”.

Teoria evoluției

Edelman și Galli au fost primii care au subliniat ubicuitatea degenerescenței în sistemele biologice și rolul fundamental pe care degenerescența îl joacă în promovarea evoluției [17] .

Cariera târzie

Edelman a fondat și a condus Neuroscience Institute, un centru de cercetare non-profit din San Diego, care a studiat bazele biologice ale funcțiilor superioare ale creierului la oameni între 1993 și 2012. A făcut parte din Consiliul științific al proiectului Global Knowledge Dialogue [18] .

Edelman a fost membru al consiliului consultativ al Festivalului de Știință și Tehnologie din SUA.

Viața personală

Edelman s-a căsătorit cu Maxine M. Morrison în 1950. Au doi fii, Eric, un artist din New York, și David, profesor asociat de neuroștiințe la Universitatea din San Diego. Fiica lor Judith Edelman este muziciană, artistă de înregistrări și scriitoare bluegrass. Unii observatori au observat că Edelman ar putea fi inspirația pentru personajul Richard Powers din The Echo Maker.

La sfârșitul vieții, avea cancer de prostată și boala Parkinson. Edelman a murit pe 17 mai 2014 în La Jolla, California, la vârsta de 84 de ani. [19]

Bibliografie

  • Neural Darwinism: A Theory of Neural Group Selection (Cărți de bază, New York, 1987). ISBN 0-19-286089-5
  • Topobiologie: o introducere în embriologia moleculară (Carti de bază, 1988, reeditare 1993) ISBN 0-465-08653-5
  • The Remembering Present: A Biological Theory of Consciousness (Cărți de bază, New York, 1990). ISBN 0-465-06910-X
  • Bright Air, Shining Fire: On the Matter of Mind (Cărți de bază, 1992, ediție Reprint 1993). ISBN 0-465-00764-3
  • The Intelligent Brain (Edituri de tranzacții, 2000). ISBN 0-7658-0717-3
  • The Universe of Consciousness: How Matter Becomes Imagination , Edelman și Giulio Tononi, coautori, (Basic Books, 2000, Reprint edition 2001). ISBN 0-465-01377-5
  • Mai lat decât cerul: darul fenomenal al conștiinței (Yale Univ. Press 2004) ISBN 0-300-10229-1
  • A doua natură: creierul științei și cunoașterea umană (Yale University Press, 2006) ISBN 0-300-12039-7

Note

  1. ↑ Edelman, Gerald pe site-ul Academiei Naționale de Științe din SUA  
  2. ↑ Les membres du passé dont le nom commence par E  (franceză)
  3. ↑ Urs Rutishauser. Gerald Edelman (1929-2014)  // Natura. — 26.06.2014. - T. 510 , nr. 7506 . - S. 474 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/510474a .
  4. ↑ Odelberg, Wilhelm, ed. (1973). „Gerald M. Edelman: Biografie”. Les Prix Nobel en 1972. Nobel Foundation. 27 septembrie 2007
  5. ↑ „Gerald M. Edelman: Curriculum Vitae” (PDF). Consultat la 27 septembrie 2007 .
  6. ↑ Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină   1972 ? . NobelPrize.org . Data accesului: 31 octombrie 2021.
  7. ↑ G.M. Edelman, B. Benacerraf, Z. Ovary, M.D. Poulik. Diferențele structurale între anticorpii cu specificități diferite  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 15-11-1961. - T. 47 . - S. 1751-1758 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.47.11.1751 .
  8. ↑ GM Edelman, JA Gally. UN MODEL PENTRU MOLECULA DE ANTICORPI 7S  // 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. Structura covalentă a unei gamma G-imunoglobuline umane. V. Secvența parțială de aminoacizi a lanțului ușor  // Biochimie. — 1968-05. - T. 7 , nr. 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. Regiuni variabile ale lanțurilor polipeptidice grele și ușoare ale aceleiași molecule de imunoglobulină gammaG  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1968-09. - T. 61 , nr. 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. Structura covalentă a unei întregi molecule de imunoglobulină gammaG  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1969-05. - T. 63 , nr. 1 . — p. 78–85 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.63.1.78 .
  12. ↑ Alfred I. Tauber. Recenzie de carte Aer strălucitor, foc strălucitor: Despre problema minții De Gerald M. Edelman. 280 p., ilustrat. New York, Basic Books, 1992. 25 USD. ISBN 0-465-05245-2.  (engleză)  // New England Journal of Medicine. — 19-11-1992. — Vol. 327 , iss. 21 . — P. 1535–1536 . — ISSN 1533-4406 0028-4793, 1533-4406 . - doi : 10.1056/NEJM199211193272119 .
  13. ↑ AER LUMINOS, FOC SLULUANT | Recenzii Kirkus .
  14. ↑ Gerald M. Edelman. Creierul conștient: organizarea corticală și teoria grupului selectiv a funcției superioare a creierului . - Cambridge: MIT Press, 1978. - 100 pagini p. - ISBN 0-262-05020-X , 978-0-262-05020-3.
  15. ↑ Gerald M. Edelman. Topobiologie: o introducere în embriologia moleculară . - New York: Basic Books, 1988. - xv, 240 pagini p. - ISBN 0-465-08634-9 , 978-0-465-08634-4, 0-465-08653-5, 978-0-465-08653-5.
  16. ↑ Gerald M. Edelman. Prezentul amintit: o teorie biologică a conștiinței . - New York: Basic Books, 1989. - xx, 346 pagini, 1 foaie de plăci nenumărate p. - ISBN 0-465-06910-X , 978-0-465-06910-1.
  17. ↑ GM Edelman, JA Gally. Degenerare și complexitate în sistemele biologice  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 20-11-2001. - T. 98 , nr. 24 . — S. 13763–13768 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.231499798 .
  18. ↑ „Dialogul cunoașterii lumii”. Consultat la 12 octombrie 2007. .
  19. ↑ Müller-Jung, Joachim . Gerald Edelman gestorben: Darwins Gehirn , FAZ.NET . Preluat la 7 noiembrie 2021.

Literatură

  • Edelman (Edelman) Gerald Maurice // Chagan - Aix-les-Bains. - M  .: Enciclopedia Sovietică, 1978. - S. 564. - ( Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / redactor-șef A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 29).

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii
Genealogie și necropole