Введение

Нейробиолог (или нейроученый) – это ученый, обладающий специализированными знаниями в области нейронауки, раздела биологии, изучающего физиологию, биохимию, психологию, анатомию и молекулярную биологию нейронов, нейронных цепей и глиальных клеток, и особенно их поведенческие, биологические и психологические аспекты в норме и при патологии. Нейробиологи обычно работают исследователями в колледжах, университетах, государственных учреждениях или частных компаниях. В научно-исследовательской деятельности нейробиологи, как правило, посвящают свое время разработке и проведению научных экспериментов, направленных на углубление понимания нервной системы и ее функций. Они могут заниматься как фундаментальными, так и прикладными исследованиями. Фундаментальные исследования направлены на расширение наших знаний о нервной системе, в то время как прикладные исследования – на решение конкретных проблем, например, разработку методов лечения неврологических заболеваний. Нейробиологи, ориентированные на биомедицинские исследования, как правило, занимаются прикладной наукой. Помимо исследовательской деятельности, нейробиологи имеют широкий спектр карьерных возможностей в промышленности, научной журналистике, управлении государственными программами, научной популяризации и образовании. Как правило, эти специалисты имеют докторскую степень в области естественных наук, но также могут иметь степень магистра.

Заработная плата

В целом, медианная зарплата нейроученых в США в мае 2014 года составляла 79 940 долларов. Нейроученые обычно являются сотрудниками, работающими полный рабочий день. Ниже представлены медианные зарплаты на типичных местах работы в Соединенных Штатах. Нейроученые используют широкий спектр математических методов, компьютерных программ, биохимических подходов и методов визуализации, таких как магнитно-резонансная томография, компьютерная томографическая ангиография и диффузионно-тензорная томография. Методы визуализации позволяют ученым наблюдать физические изменения в мозге и спинном мозге по мере возникновения сигналов. Нейроученые также могут состоять в различных нейронаучных организациях, где они могут публиковать и изучать различные исследовательские темы.

Перспективы работы

Нейронаука ожидает роста занятости примерно на 8% с 2014 по 2024 год, что существенно выше среднего темпа роста занятости по сравнению с другими профессиями. Факторами, способствующими этому росту, являются старение населения, новые открытия, приводящие к появлению новых областей исследований, и растущее использование лекарственных препаратов. Государственное финансирование исследований также продолжит влиять на спрос на эту специализацию. Многие колледжи и университеты сейчас предлагают программы подготовки PhD в области нейронаук, часто с подразделениями по когнитивной, клеточной и молекулярной, вычислительной и системной нейронауке.

Междисциплинарные области

Нейронаука обладает уникальной перспективой, поскольку ее можно применять в широком спектре дисциплин, и, следовательно, области, в которых работают нейроученые, разнообразны. Нейроученые могут изучать темы, начиная от больших полушарий мозга и заканчивая нейротрансмиттерами и синапсами, происходящими в нейронах на микроуровне. Некоторые области, объединяющие психологию и нейробиологию, включают когнитивную нейронауку и поведенческую нейронауку. Когнитивные нейроученые изучают человеческое сознание, в частности мозг, и то, как его можно рассматривать через призму биохимических и биофизических процессов. Поведенческая нейронаука охватывает всю нервную систему, окружающую среду и мозг, показывая нам аспекты мотивации, обучения и двигательных навыков, а также многие другие. Вычислительная нейронаука использует математические модели для понимания того, как мозг обрабатывает информацию.

Египетское понимание и ранние греческие философы

Некоторые из первых записей о мозге исходят от египтян. Около 3000 года до н.э. первое известное письменное описание мозга также указывало на то, что местоположение повреждений мозга может быть связано с конкретными симптомами. Этот документ противоречил общепринятой теории того времени. Большинство других египетских текстов носят ярко выраженный духовный характер, описывая мышление и чувства как функции сердца. Эта идея была широко распространена и просуществовала вплоть до 17-го века в Европе. Платон полагал, что мозг является местом, где происходят психические процессы. Однако Аристотель считал, что источником психических процессов является сердце, а мозг служит для охлаждения сердечно-сосудистой системы.

Гален

В Средние века Гален оказал значительное влияние на изучение анатомии человека. В области нейронауки Гален описал функции семи черепных нервов и заложил основы понимания спинного мозга. Что касается мозга, он полагал, что сенсорные ощущения возникают в центральной его части, а двигательные – в передней. Гален высказал некоторые идеи о психических расстройствах и причинах их возникновения, считая, что их причиной является избыток черной желчи, а эпилепсию вызывает флегма. Наблюдения Галена в области нейронауки долгое время оставались не подвергнутыми сомнению.

Средневековые европейские верования и Андреас Везалий

Средневековые представления в целом соответствовали идеям Галена, включая отнесение психических процессов к конкретным желудочкам мозга. Функции различных областей мозга определялись на основе их текстуры и состава: функция памяти приписывалась заднему желудочку – более плотной области мозга, что считалось подходящим местом для хранения воспоминаний. Еще одним недавним исследованием были зеркальные нейроны – нейроны, которые активируются при имитации или наблюдении за выражением, движением или жестом другого животного или человека. Это исследование, как и предыдущие, основывалось на наблюдениях психологов, использованных нейробиологами для создания модели процесса наблюдения. Первоначально было замечено, что новорожденные имитируют выражения лица, которые им демонстрируют. Ученые не были уверены, достаточно ли развиты новорожденные, чтобы иметь сложные нейроны, позволяющие им имитировать разных людей, и предполагали наличие другого механизма, обеспечивающего имитацию выражений. Нейробиологи предложили модель происходящего и пришли к выводу, что у младенцев действительно есть эти нейроны, которые активируются при наблюдении и имитации выражений лица. Камилло Гольги и Сантьяго Рамон-и-Кахаль (1906) – за разработку метода окрашивания серебром, позволившего выявить отдельные нейроны. Интерпретация Кахалем изображений, полученных с помощью метода окрашивания Гольги, привела к принятию доктрины нейрона. Чарльз Шеррингтон и Эдгар Адриан (1932) – за открытия, касающиеся общей функции нейронов, включая возбуждающие и тормозные сигналы, и реакции нервных волокон типа «все или ничего». Сэр Генри Дейл и Отто Леви (1936) – за открытие нейротрансмиттеров и идентификацию ацетилхолина. Джозеф Эрлангер и Герберт Гассер (1944) – за открытия, демонстрирующие разнообразие временных характеристик отдельных нервных волокон. Вальтер Рудольф Гесс и Антонио Эгас Мониз (1949) – за открытие функциональной организации среднего мозга и за спорную терапевтическую ценность лейкотомии, соответственно. Алан Ходжкин, Эндрю Хаксли и сэр Джон Экклз (1963) – за открытие ионной основы потенциала действия и макроскопических токов с использованием гигантского аксона кальмара. Сэр Бернард Кац, Ульф фон Эйлер и Юлиус Аксельрод (1970) – за открытие механизмов, ответственных за хранение, высвобождение и инактивацию нейротрансмиттеров, включая открытие синаптических везикул и квантового высвобождения нейротрансмиттеров. Роджер Гильмен и Эндрю Шалли (1977) – за открытие производства пептидного гормона в мозге. Роджер У. Сперри, Дэвид Х. Хьюбел и Торстен Н. Визель (1981) – за открытия, касающиеся специализации полушарий головного мозга и зрительной системы, соответственно. Стэнли Коэн и Рита Леви-Монтальчини (1986) – за открытие фактора роста нервов (NGF) и эпидермального фактора роста (EGF). Эрвин Неер и Берт Закманн (1991) – за разработку техники патч-клампа, впервые позволившей наблюдать за потоком тока через отдельные ионные каналы, а также за характеристику специфичности ионных каналов. Арвид Карлссон, Пол Грингард и Эрик Кандель (2000) – за открытие путей передачи нервных сигналов при связывании нейротрансмиттеров и установление дофамина в качестве основного действующего нейротрансмиттера. Ричард Аксель и Линда Б. Бак (2004) – за открытия, касающиеся обонятельной системы. Джон О’Киф, Эдвард И. Мозер и Мэй-Бритт Мозер (2014) – за открытия клеток, составляющих систему позиционирования в мозге. Джеффри К. Холл, Майкл Росбаш и Майкл У. Янг (2017) – за открытия молекулярных механизмов, контролирующих циркадные ритмы.