Кіріспе

Американдық нейропсихиатр Эрик Ричард Кандель (; туған Эрих Ричард Кандель, 7 қараша 1929 жыл) – Австрияда туған американдық ғалым, 2006 жылғы Лос-Анджелес Таймс кітап сыйлығының «Ғылым және технология» номинациясы бойынша лауреаты.

Алғашқы жылдар

Эриктің анасы Шарлотта Зиммельс 1897 жылы Коломия, Покуття (қазіргі Украина) қаласында дүниеге келген. Ол ашкенази еврей отбасынан шыққан. Ол кезде Коломия Австрия-Мажарстанның құрамына кіретін. Оның әкесі Герман Кандель 1898 жылы Галисияның Олеско қаласында (сол кезде Австрия-Мажарстанның бөлігі) дүниеге келген. Бірінші дүниежүзілік соғыс басталғанда оның ата-анасы Австрияның Вена қаласына көшіп келді, онда 1923 жылы танысып, үйленді. Эрик Кандель 1929 жылдың 7 қарашасында Венада дүниеге келді. Ұзақ өтпей Эриктің әкесі ойыншық дүкенін ашты. Бірақ, толыққанды ассимиляцияланып, мәдениетке бейімделгенімен, 1938 жылдың наурыз айында Германия Австрияны басып алғаннан кейін олар елден кетіп қалды. Арийлендіру (Arisierung) салдарынан яһудилерге жасалған шабуылдар күшейді және яһудилердің мүлігі тәркіленді. Эрик 9 жасқа толғанда, ол және оның 14 жасар інісі Людвиг 1939 жылдың 11 мамырында Антверпендегі (Бельгия) «Герольштейн» кемесіне мініп, Бруклиндегі еңбекші әйеліне қосылды, кейін ата-анасы да келді. АҚШ-қа келгеннен кейін Бруклинде қоныстанғаннан соң, Кандельді әкесі яһуди діні бойынша оқытты және ол 1944 жылы Флатбуш Йешивасын бітірді. Ол Нью-Йорк қаласының білім беру жүйесіндегі Бруклиннің Эразм Холл орта мектебінде оқыды. Кандель Гарвардта тарих және әдебиет мамандығын таңдады. Ол «Үш неміс жазушысының ұлттық социализмге қатысты көзқарасы: Карл Цукмайер, Ханс Каросса және Эрнст Юнгер» тақырыбындағы бакалаврлік диссертациясын жазды. Гарвардта психология Б. Ф. Скиннердің еңбектерімен үстемдік құрған кезде Кандель оқу және есте сақтауға қызығушылық танытты. Алайда, Скиннер психологияны биологиялық тұрғыдан қарастырудан, мысалы, неврологиядан бөліп қарауды жақтаса, Кандельдің жұмысы психология мен неврология арасындағы байланысты түсіндіруге бағытталған. Анна Криспен танысқанда Кандель үшін нейроғылым әлемі ашылды, оның ата-анасы Эрнст Крис және Марианна Ри психоаналитиктер болған. Санасыз жүйке процестерінің маңыздылығын ашқан пионер, Зигмунд Фрейд, Кандельдің мотивация және санасыз және саналы есте сақтау биологиясына деген қызығушылығының бастауы болды.

Медициналық мектеп және алғашқы зерттеулер

1952 жылы Нью-Йорк университетінің медицина мектебінде оқуға түсті. Бітіргеннен кейін ол сананың биологиялық негіздеріне терең қызығушылық танытты. Осы кезеңде ол болашақ әйелі Денис Бистринмен танысты. Кендел алғаш рет Колумбия университетіндегі Гарри Грундфесттің зертханасында ғылыми зерттеулермен айналысты. Грундфест әрекеттік потенциал кезінде өткізгіштіктің жылдамдығы аксон диаметріне байланысты екенін көрсету үшін осциллоскопты пайдаланғанымен әйгілі болды. Кенделмен байланыс жасаған зерттеушілер омыртқалылардың миындағы салыстырмалы түрде кішкентай нейрондардың электрлік белсенділігін жасуша ішінде тіркеудің техникалық қиындықтарын қарастырды. Ми қабығының электрофизиологиясының күрделі саласында нейробиологиялық жұмысын бастағаннан кейін, Кендел Стивен Куффлердің тәжірибелік жағынан қолжетімді жүйесі – теңіз омыртқасыздарынан бөлінген нейрондармен жасаған прогресіне таң қалды. 1955 жылы Куффлердің жұмысынан хабардар болғаннан кейін, Кендел медицина мектебін бітіріп, Стэнли Крейннен ракуштің алып аксондарының жасуша ішіндегі жазбаларына қолданылатын микроэлектродтарды қалай жасау керектігін үйренді. Белгілі американдық нейропсихолог Карл Лэшли ми қабығында есте сақтау үшін анатомиялық орынды анықтауға тырысты, бірақ сәттілікке жете алмады. 1957 жылы Кендел АҚШ Ұлттық денсаулық сақтау институтының нейрофизиология зертханасына жұмысқа орналасқанда Уильям Бичер Сковилл мен Бренда Милнер жақында гиппокампы алынып тасталғаннан кейін жаңа естеліктерді қалыптастыру қабілетін жоғалтқан ХМ пациентін сипаттаған еді. Кендел гиппокамп пирамидалық нейрондарынан электрофизиологиялық жазбалар жасау міндетін алды. Ол Алден Спенсермен бірлесіп жұмыс істеп, гиппокамп нейрондарының дендриттік тармақтарында әрекеттік потенциалдың электрофизиологиялық дәлелдерін тапты. Сондай-ақ, зерттеушілер бұл нейрондардың өздігінен туындайтын, жүрек соғу сияқты белсенділігін, сондай-ақ гиппокамптағы күшті қайта ингибицияны байқады. Олар эпилепсиялық шыңның (жасуша ішіндегі пароксизмалық деполяризациялық өзгеріс) және эпилепсиялық шығудың (жасуша ішіндегі тұрақты деполяризация) негізін құрайтын электрлік белсенділіктің алғашқы жасушалық жазбаларын ұсынды. Алайда, есте сақтауға қатысты айтатын болсақ, гиппокамп нейрондарының жалпы электрофизиологиялық қасиеттерінде гиппокамптың нақты есте сақтау үшін ерекше екендігін көрсететін ештеңе болған жоқ. Кендел есте сақтау нейрондар арасындағы синапстық байланыстардың өзгеруіне байланысты болуы керек екенін және гиппокамптың күрделі байланысы синапстардың егжей-тегжейлі функциясын зерттеу үшін ең қолайлы жүйе емес екенін түсіне бастады. Кендел Конрад Лоренц, Нико Тинберген және Карл фон Фриш сияқты мінез-құлықты салыстырмалы түрде зерттеулердің қарапайым жануарларда да оқудың қарапайым формалары бар екенін көрсеткенін білді. Кендел оқу және есте сақтау процесінде болатын синапстық өзгерістерді электрофизиологиялық талдауды жеңілдететін қарапайым жануарлар моделін таңдаудың тиімді болады деп ойлады. Ол бұл зерттеудің нәтижелері адамдарға да қатысты болатынына сенді. Бұл шешім тәуекелсіз болған жоқ: көптеген тәжірибелі биологтар мен психологтар омыртқасыздардың физиологиясын зерттей отырып, адам жады туралы ештеңе пайдалы біле алмаймыз деп сенді. 1962 жылы психиатриядағы ординатураны аяқтағаннан кейін, Кендел Парижге Ладислав Тауцтан теңіз моллюскасы Aplysia californica туралы білу үшін барды. Кендел дағдылану, сезімталдық, классикалық шарттау және оперативтік шарттау сияқты оқудың қарапайым формаларын Aplysia-дан бөлінген ганглиялармен оңай зерттеуге болатынын түсінген. "Ганглиондағы бір жасушаның мінез-құлқын жазып алу кезінде, ганглионға бір жүйке аксонының жолы шартты [сезімталдық] тітіркендіргіш ретінде әлсіз электрлік тітіркендіруге ие болуы мүмкін, ал басқа жол шартты [ауырсыну] тітіркендіргіш ретінде тітіркендіріледі, бұл жануарларда табиғи тітіркендіргіштермен классикалық шарттауға қолданылатын дәл сол хаттамаға сәйкес келеді". Бірлескен тітіркендіргіштерден туындайтын электрофизиологиялық өзгерістерді белгілі бір синапстарға дейін табуға болады. 1965 жылы Кендел өзінің алғашқы нәтижелерін жариялады, оның ішінде оқудың қарапайым түріне сәйкес келетін пресинаптикалық күшейтудің бір түрі де бар еді.

Нью-Йорк университетінің медицина мектебінің оқытушысы

Кандель Нью-Йорк университетінің медицина мектебінің физиология және психиатрия кафедраларында қызмет етіп, кейіннен нейробиология және мінез-құлық бөлімін құрды. Ирвинг Купферман және Гарольд Пинскермен бірге жұмыс істеп, толыққанды Aplysia-ның қарапайым оқыту формаларын көрсетуге арналған протоколдарды әзірледі. Атап айтқанда, зерттеушілер шаянның немесе теңіз құрттың, нәзік жаныр тінін қауіптен қорғайтын, қазір кеңінен танымал болған жанырды кері тарту рефлексінің әдеттенуге және сезімталдыққа бейім екенін көрсетті. 1971 жылы Том Кэрью зерттеу тобына қосылып, зерттеуді қысқа мерзімді есте сақтаумен шектелген зерттеулерден ұзақ мерзімді есте сақтау үшін қажетті физиологиялық процестерді қамтитын тәжірибелерге дейін кеңейтуге көмектесті. 1981 жылы Терри Уолтерс, Том Абрамс және Роберт Хокинс сияқты зертхана мүшелері Aplysia жүйесін классикалық шарттануды зерттеуге қолдана алды, бұл омыртқасыздармен байланысты қарапайым оқыту формалары мен омыртқалыларда көбірек танылатын күрделі оқыту түрлері арасындағы айқын алшақтықты жоюға көмектесті. Негізгі мінез-құлық зерттеулерімен қатар, зертханадағы басқа жұмыстарда оқытылған мінез-құлыққа қатысқан сенсорлық нейрондардың, интернейрондардың және моторлық нейрондардың нейрондық тізбектері анықталды. Бұл толыққанды жануарлардағы нақты синапстық байланыстарды талдауға мүмкіндік берді. Кандельдің зертханасының нәтижелері оқытудың механикалық негізін «бұрыннан бар оқыс қозу байланыстарының функционалдық тиімділігінің өзгеруі» ретінде нақтылады. Кандельдің 2000 жылы физиология немесе медицина саласындағы Нобель сыйлығын жеңіп алуы оның Aplysia-мен есте сақтаудың биологиялық механизмдері бойынша жұмысының нәтижесі болды. Дэвид Гланцман және Крейг Бейлимен бірлесіп, Кандель CREB-ді ұзақ мерзімді есте сақтау процесіне қатысатын белок ретінде анықтады. CREB белсенділігінің бір салдары – синапстық байланыстардың санының артуы. Осылайша, қысқа мерзімді есте сақтау қазіргі синапстардағы функционалдық өзгерістермен байланысты болды, ал ұзақ мерзімді есте сақтау синапстық байланыстардың санының өзгеруімен байланысты.

Хаббианды оқытуды тәжірибелік қолдау

Кандельдің зертханасында байқалған кейбір синапстық өзгерістер Хевбиан теориясының мысалдары болып табылады. Бір мақалада Аплизия сифонының қысылу рефлексіндегі Хевбиандық оқытудың рөлі сипатталған. Кандл зертханасы сондай-ақ омыртқалы жануарлардың гиппокамбындағы есте сақтаудың молекулалық негізін зерттеу үшін трансгенді тышқандарды пайдалана отырып, маңызды тәжірибелер жүргізді. Кандельдің барлық жануарларда оқыту механизмдері сақталады деген бастапқы идеясы расталды. Нейротрансмиттерлер, екінші хабаршы жүйелер, белок киназалары, иондық каналдар және CREB сияқты транскрипция факторлары омыртқалы және омыртқасыз жануарлардың оқуы мен есте сақтауында қатысатындығы расталды.

Колумбия университетінде жұмысын жалғастыру

1974 жылдан бері Кандель Колумбия университетінің психиатрия кафедрасының нейробиология және мінез-құлық бөлімінің мүшесі ретінде ғылымға белсенді үлес қосады. 2008 жылы ол Даниэла Поллакпен бірге тышқандарды белгілі бір дыбысқа зияннан қорғалумен байланыстыру арқылы, "үйренген қауіпсіздік" деп аталатын мінез-құлықты қалыптастыратындығын анықтады. Бұл мінез-құлық, дәрі-дәрмектерге ұқсас антидепрессанттық әсерге ие. Бұл жаңалық Neuron журналында жарияланды және антидепрессанттар мен мінез-құлықтық емдеудің жасушалық деңгейдегі өзара әрекеттесуін зерттеуге бағыт беруі мүмкін. Кандель сонымен қатар "Нейроғылым қағидалары" сияқты оқулықтарды жазуға қатысқандығымен де белгілі. 1981 жылы тұңғыш рет жарық көрген және қазіргі таңда алтыншы басылымға жеткен бұл кітап медициналық оқу орындарында, сондай-ақ бакалавриат және магистратура бағдарламаларында оқу және анықтамалық құрал ретінде кеңінен қолданылады. Кандель 1974 жылдан бері Ұлттық ғылым академиясының мүшесі. Ол 1974 жылдан бері Колумбия университетінде жұмыс істейді және Нью-Йорк қаласында тұрады.

Оның зертханасының елеулі бұрынғы мүшелері

Джеймс Х. Шварц 1964–1972: "Нейроғылым қағидалары" атты ықпалды оқулықтың бірлескен авторы. Джон Х. (Джек) Бёрн 1970–1975: UT Денсаулық ғылым орталығының (Макговерн медициналық мектебі) нейроғылым зерттеу орталығының профессоры және директоры; "Оқу және есте сақтау" зерттеу журналының негізін қалаушы және редакторы. Том Кэрью 1970–1983: Нью-Йорк университетінің Нейроғылым орталығындағы Өнер және ғылым факультетінің профессоры және деканы. Нейроғылым қоғамының бұрынғы президенті. Эдгар Т. Уолтерс 1974–1980: Хьюстон қаласындағы Техас университетінің денсаулық сақтау орталығының медицина мектебінің профессоры. Келси К. Мартин 1992–1999: UCLA Дэвид Геффен медицина мектебінің деканы және биологиялық химия, психиатрия және биоәрекеттану ғылымдары кафедраларының профессоры.

Вена туралы қазіргі көзқарастар

2000 жылы Нобель сыйлығын жеңіп алған кезде, Венада оны «австриялық» Нобель деп атады, ол мұны «типік веналық: өте пайдакүнемді, өте шындықтан алыс, біршама екіжүзді» деп бағалады. Ол сондай-ақ, «бұл австриялық Нобель сыйлығы емес, еврей-американдық Нобель сыйлығы» деді. Содан кейін Австрияның сол кездегі президенті Томас Клестиль оған қоңырау шалып: «Біз қалай түзетуге болады?» деп сұрады. Кандель алдымен Доктор Карл Люгер алаңының атын өзгерту керектігін айтты; Карл Люгер – Гитлер «Менің күресімде» сілтеме жасайтын Венаның антисемит қала әкімі. Алаң 2012 жылы қайта аталды. Екінші, ол еврей интеллигенциясын Венаға қайта әкелуді, еврей студенттері мен зерттеушілеріне стипендиялар беруді қалады. Ол сондай-ақ Австрияның нацизмге жауабы туралы симпозиум өткізуді ұсынды. Кандель содан бері Венаның құрметті азаматтығын қабылдады және Карл Джерасси сияқты туған қаласының академиялық және мәдени өміріне белсенді қатысады. Кандельдің 2012 жылғы «The Age of Insight» кітабы, кіші тақырыбында көрсетілгендей – «Көркем өнерде, санада және мида бейсананы түсінуге жасалған ізденіс: Венадан 1900 жылдан бүгінгі күнге дейін» – мәдени модернизмнің бастауын Венаға қоюға бағытталған кең ауқымды тарихи тәжірибе болып табылады.