Биография. Эрик Кандель В поисках памяти: Возникновение новой науки о человеческой психике Под действием обучения изменяются даже простейшие формы поведения

Эрик (Erich) родился 7 ноября 1929 года в Вене в еврейской семье Германа и Шарлотты Канделей из Коломыи. Герман Кандел владел магазином игрушек на венской улице Кучкергассе, у них был старший сын Людвиг. Эрик учился в венской начальной школе. В 1939 году семья Канделей вынуждена была уехать из Австрии из-за преследований гитлеровского режима. Эрик и Людвиг выехали сначала в Бельгию, а потом в США, где смогли воссоединиться с родителями.

В Нью-Йорке семья Канделей поселилась в Бруклине. Эрик поначалу не знал английского языка. Было решено изменить его имя на американский манер, отбросив последнюю букву: Eric. Изменилось и произношение фамилии.[источник не указан 1432 дня] Посещал государственную начальную школу № 217, затем Еврейскую школу во Флэтбуше (англ. Yeshivah of Flatbush), затем государственную среднюю школу «Эразмус-холл» (Erasmus Hall High School). Писал заметки для школьной газеты, увлекался спортом.

Университеты

В 1944 году Эрик Кандел поступил в Гарвардский университет, где изучал историю и литературу современной Европы. Заинтересовался трудами Зигмунда Фрейда и психоанализом - именно это подтолкнуло его к изучению психиатрии. В 1952 году он поступил в Медицинскую школу Нью-Йоркского университета. Осенью 1955 года проходил стажировку в лаборатории Гарри Грундфеста в Колумбийском университете, где научился ставить эксперименты на отдельных нервных клетках. В июне 1956 года женился на Дениз Бистрен, в том же году проходил интернатуру по психиатрии в нью-йоркской клинике Монтефиоре. Резидентуру проходил в Массачусетском центре психического здоровья Гарвардской медицинской школы в 1960-62 годах.

С 1957 по 1960 год работал в лаборатории Уэйда Маршалла в Национальном институте психического здоровья, именно в это время Кендэл пришёл к решению выбрать аплизию (Aplysia californica) в качестве объекта для своих экспериментов. В сентябре 1962 года Кандел переезжает в Париж, чтобы исследовать нервные клетки аплизии в лаборатории Тауца, и в 1965 году публикует первые результаты этих исследований.

Награды и признание

1983 - Премия Диксона

1983 - Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования, «For the application of cell biology techniques to the study of behavior, revealing mechanisms underlying learning and memory.»

Лучшие дня

1986 - Силлимановская лекция

1987 - Международная премия Гайрднера, «For elucidating the mechanisms of learning and memory in nerve cells.»

1988 - Национальная научная медаль США в номинации «Биологические науки», «For discovering the first cellular and molecular mechanisms contributing to simple learning and memory.»

1988 - Премия НАН США за научное рецензирование, «For his reviews relating findings in simple systems to those obtained in higher forms, which have greatly influenced modern study of the cellular basis of learning.»

1988 - Jean-Louis-Signoret-Preis

1988 - Pasarow Award

1993 - Премия Харви, «In recognition of his unique and fundamental contribution to the explication of the cellular and molecular basis of learning and memory.»

1997 - Pour le Mérite für Wissenschaften und Künste

1997 - Премия Ральфа Джерарда

1999 - Премия Вольфа по медицине, «For the elucidation of the organismic, cellular and molecular mechanisms whereby short-term memory is converted to a long-term form.»

2000 - Нобелевская премия по физиологии и медицине (совместно с Арвидом Карлссоном и Полом Грингардом), «За открытия, связанные с передачей сигналов в нервной системе.»

2000 - Премия Хейнекена по медицине, «For his pioneering research on the molecular mechanisms underlying learning processes and memory.»

2005 - Австрийский почётный знак «За науку и искусство»

2006 - Медаль Бенджамина Франклина

2006 - Книжная премия газеты «Los Angeles Times»

2008 - Премия Виктора Франкла

2008 - Почётный гражданин Вены

2012 - Большой Офицерский Крест 2 степени ордена Почёта за Заслуги перед Австрией

2012 - Премия Бруно Крайского за политическую книгу

Книга издана при поддержке “Книжных проектов Дмитрия Зимина”

Художественное оформление и макет Андрея Бондаренко

Издательство CORPUS ®

Эта книга издана в рамках программы “Книжные проекты Дмитрия Зимина” и продолжает серию

“Библиотека фонда «Династия»”.

Дмитрий Борисович Зимин – основатель компании “Вымпелком” (Beeline), фонда некоммерческих программ “Династия” и фонда “Московское время”.

Программа “Книжные проекты Дмитрия Зимина” объединяет три проекта, хорошо знакомых читательской аудитории: издание научно-популярных книг “Библиотека фонда «Династия»”, издательское направление фонда “Московское время” и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы “Просветитель”.

Предисловие

Разобраться в биологической природе человеческой психики – ключевая задача науки xxi века. Мы стремимся понять биологическую природу восприятия, обучения, памяти, мышления, сознания и пределов свободы воли. Еще несколько десятилетий назад казалось немыслимым, что биологи получат возможность изучать эти явления. До середины xx века идею того, что самые глубокие тайны человеческой психики, сложнейшей системы явлений во вселенной, могут быть доступны биологическому анализу, возможно, даже на молекулярном уровне, нельзя было принимать всерьез.

Впечатляющие достижения в области биологии последних пятидесяти лет сделали это возможным. Совершенное Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в 1953 году открытие структуры ДНК произвело революцию в биологии, предоставив ей рациональную основу для изучения того, как информация, записанная в генах, управляет работой клетки. Это открытие позволило понять фундаментальные принципы регуляции работы генов – как гены обеспечивают синтез белков, определяющих функционирование клеток, как гены и белки включаются и выключаются в ходе развития организма, определяя его строение. Когда эти выдающиеся достижения остались позади, биология наряду с физикой и химией заняла центральное место в созвездии естественных наук.

Вооруженная новыми знаниями и уверенностью, биология устремилась к своей высочайшей цели – разобраться в биологической природе человеческой психики. Работа в этом направлении, долгое время считавшемся ненаучным, уже идет полным ходом. Более того, когда историки науки будут рассматривать последние два десятилетия xx века, они, скорее всего, обратят внимание на неожиданный факт: самые ценные открытия того времени, касающиеся человеческой психики, были получены не в рамках дисциплин, традиционно работавших в этой области, таких как философия, психология или психоанализ. Они стали возможны благодаря слиянию этих дисциплин с биологией мозга – новой синтетической дисциплиной, которая расцвела благодаря впечатляющим достижениям молекулярной биологии. В результате возникла новая наука о психике, использующая возможности молекулярной биологии для исследования великих тайн жизни.

В основе новой науки лежат пять принципов. Первый состоит в том, что наша психика неотделима от мозга. Мозг – это сложный, обладающий огромными вычислительными способностями биологический орган, который формирует ощущения, регулирует мысли и чувства и управляет действиями. Мозг отвечает не только за сравнительно простые формы двигательного поведения, такие как бег или прием пищи, но и за те сложные действия, в которых мы видим квинтэссенцию человеческой природы: мышление, речь или создание произведений искусства. В этом аспекте человеческая психика предстает системой операций, выполняемых мозгом, почти так же, как ходьба – это система операций, выполняемых ногами, только в случае мозга система значительно сложнее.

Второй принцип заключается в том, что каждая психическая функция мозга, от простейших рефлексов до наиболее творческих форм деятельности в области языка, музыки и изобразительного искусства, выполняется специализированными нейронными цепями, проходящими в различных участках мозга. Поэтому биологию человеческой психики лучше обозначать термином biology of mind, указывающим на систему психических операций, выполняемых этими цепями, чем термином biology of the mind, подразумевающим некоторое местоположение нашей психики и предполагающим, что у нас в мозге есть определенное место, в котором выполняются все психические операции .

Третий принцип: все эти цепи состоят из одних и тех же элементарных сигнальных единиц – нервных клеток (нейронов). Четвертый: в нейронных цепях для генерации сигналов внутри нервных клеток и передачи их между клетками используются молекулы особых веществ. И последний принцип: эти специфические сигнальные молекулы эволюционно консервативны, то есть остаются неизменными на протяжении миллионов лет эволюции. Некоторые из них присутствовали в клетках наших древних предков и могут быть обнаружены сегодня у самых далеких и эволюционно примитивных родственников – одноклеточных организмов, таких как бактерии и дрожжи, и простых многоклеточных организмов типа червей, мух и улиток. Чтобы успешно маневрировать в своей среде обитания, эти существа используют молекулы тех же веществ, что и мы, чтобы управлять своей повседневной жизнью и приспосабливаться к окружающей среде.

Таким образом, новая наука о психике не только открывает нам путь к познанию самих себя (как мы воспринимаем окружающее, учимся, запоминаем, чувствуем и действуем), но и дает возможность по‑новому взглянуть на себя в контексте биологической эволюции. Она позволяет понять, что человеческая психика развилась на основе веществ, которыми пользовались еще наши примитивные предки, и что необычайная консервативность молекулярных механизмов, регулирующих разнообразные жизненные процессы, свойственна также и нашей психике.

В связи с тем, как много биология психики может сделать для нашего личного и общественного благосостояния, научное сообщество сегодня единодушно: эта дисциплина станет для xxi века тем же, чем для xx века стала биология гена.

Помимо того что новая наука о психике обращается к ключевым вопросам, занимавшим умы западных мыслителей с тех пор, как более двух тысяч лет назад Сократ и Платон впервые взялись рассуждать о природе психических процессов, она также открывает возможность на практике разобраться в важных для нашей повседневной жизни вопросах, касающихся психики. Наука перестала быть прерогативой ученых. Теперь она – неотъемлемая часть современной жизни и культуры. Средства массовой информации почти каждый день передают сведения специального характера, едва ли доступные для понимания широкой общественности. Люди читают о потере памяти, вызываемой болезнью Альцгеймера, и о так называемой возрастной потере памяти и пытаются понять, часто безуспешно, разницу между этими двумя расстройствами, из которых первое неумолимо прогрессирует и приводит к смерти, а второе относится к сравнительно легким недугам. Они слышат о ноотропных препаратах, но плохо представляют себе, чего от них ожидать. Им говорят, что гены влияют на поведение и что нарушения в этих генах вызывают психические заболевания и неврологические расстройства, но не говорят, как это происходит. Наконец, люди читают, что различия способностей, связанные с полом, влияют на образование и карьеру мужчин и женщин. Означает ли это, что женский мозг отличается от мужского?

Американский психиатр, нейробиолог Эрик Ричард Кандел родился 7 ноября 1929 года в городе Вена в еврейской семье.

Родители Эрика родились на территории современной Украины: мать - в Коломые, а отец в городке Олешко (около Львова). Родители Эрика поженились в 1923 году. Отец в то время имел собственный магазин игрушек. Но в марте 1938 года, после аннексии Австрии Германией, еврейскую собственность экспроприировали - не стал исключением и магазинчик Хермана Кандела, отца Эрика.

В девятилетнем возрасте Эрику и его четырнадцатилетнему брату Людвигу было суждено самим пересечь Атлантический океан. Весной 1939 года они отплыли на корабле "Герольштейн" из Антверпена. 11 мая братья прибыли в Бруклин, к своему дяде. Позже в США успешно добрались также их родители.

Благодаря усилиям дедушки, Эрик был посвящен во все еврейские традиции, поэтому без проблем был принят в иешиву Флетбуш, которую окончил в 1944 году. Позже поступил в школу Эразмус Холл, где получил среднее образование. В Эразмус Холле Кандел работал спортивным обозревателем в школьной газете. Высшее образование получил в Гарвардском университете. В 1952 году стал учиться в Медицинской школе Нью-Йоркского университета. Во время учебы познакомился со своей будущей женой, Дениз Быстрин. В это время также проводил исследования в лаборатории Гарри Грундфеста в Колумбийском университете. В 1962 году поехал в Париж для изучения моллюска аплизии (Aplysia californica). Это и определило его дальнейшую судьбу.

Используя в качестве модели нервную систему морского моллюска аплизии, он выявил, что изменения в деятельности синапса являются основными в механизме памяти. Фосфорилирование белка в синапсе играет важную роль в формировании краткосрочной памяти. Для формирования долгосрочной памяти также необходимы преобразования в синтезе белка, которые приводят к изменениям формы и функции синапса. При возбуждении обеих нейронов данного синапса начинают происходить изменения в его синаптической щели, которые сами по себе не доказывают, что они имеют отношение к кратковременной памяти, хотя и влияют на прохождение сигнала через синапс. Если образ в памяти поддерживается с помощью положительных обратных связей - самовозбуждения, то изменения в синапсе могут, конечно, разорвать связь и погасить этот образ, но не наоборот.

Сначала Эрик Кандел начал изучать механизмы формирования памяти у млекопитающих, однако для понимания основных процессов памяти их нервная система оказалась очень сложной. Ученый принял решение использовать более простую экспериментальную модель - нервную систему аплизии, состоящую из 20 000 нейронов, многие из которых большого размера (до 1 мм).

Эрик Кандел доказал, что у аплизии как краткосрочная, так и долгосрочная память «локализуется» в синапсе, в 90-е годы он провел подобные исследования на мышах. Ученому удалось доказать, что такой же тип формирования памяти, который был обнаружен у моллюска, существует и у млекопитающих.

Аналогичные механизмы памяти Эрик Кандел выявил и у человека. Можно сказать, что память человека «локализуется в синапсах» и изменения функции синапса являются основными в процессе формирования различных типов памяти. Лучше сказать, что память не локализуется в самом синапсе, а определяется проводимостью этого синапса. Хотя путь к пониманию всего сложного комплекса процесса памяти еще долгий, результаты исследований Эрика Кандела стали основой для дальнейшего научного поиска.

В 2000 году Эрик Кандел совместно с Арвидом Карлссоном и Полом Грингардом был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине "за открытия, связанные с передачей сигналов в нервной системе".

Эрик Кандель

В поисках памяти

Возникновение новой науки о человеческой психике

Предисловие

Разобраться в биологической природе человеческой психики - ключевая задача науки XXI века. Мы стремимся понять биологическую природу восприятия, обучения, памяти, мышления, сознания и пределов свободы воли. Еще несколько десятилетий назад казалось немыслимым, что биологи получат возможность изучать эти явления. До середины XX века идею того, что самые глубокие тайны человеческой психики, сложнейшей системы явлений во вселенной, могут быть доступны биологическому анализу, возможно, даже на молекулярном уровне, нельзя было принимать всерьез.

Впечатляющие достижения в области биологии последних пятидесяти лет сделали это возможным. Совершенное Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в 1953 году открытие структуры ДНК произвело революцию в биологии, предоставив ей рациональную основу для изучения того, как информация, записанная в генах, управляет работой клетки. Это открытие позволило понять фундаментальные принципы регуляции работы генов - как гены обеспечивают синтез белков, определяющих функционирование клеток, как гены и белки включаются и выключаются в ходе развития организма, определяя его строение. Когда эти выдающиеся достижения остались позади, биология наряду с физикой и химией заняла центральное место в созвездии естественных наук.

Вооруженная новыми знаниями и уверенностью, биология устремилась к своей высочайшей цели - разобраться в биологической природе человеческой психики. Работа в этом направлении, долгое время считавшемся ненаучным, уже идет полным ходом. Более того, когда историки науки будут рассматривать последние два десятилетия XX века, они, скорее всего, обратят внимание на неожиданный факт: самые ценные открытия того времени, касающиеся человеческой психики, были получены не в рамках дисциплин, традиционно работавших в этой области, таких как философия, психология или психоанализ. Они стали возможны благодаря слиянию этих дисциплин с биологией мозга - новой синтетической дисциплиной, которая расцвела благодаря впечатляющим достижениям молекулярной биологии. В результате возникла новая наука о психике, использующая возможности молекулярной биологии для исследования великих тайн жизни.

В основе новой науки лежат пять принципов. Первый состоит в том, что наша психика неотделима от мозга. Мозг - это сложный, обладающий огромными вычислительными способностями биологический орган, который формирует ощущения, регулирует мысли и чувства и управляет действиями. Мозг отвечает не только за сравнительно простые формы двигательного поведения, такие как бег или прием пищи, но и за те сложные действия, в которых мы видим квинтэссенцию человеческой природы: мышление, речь или создание произведений искусства. В этом аспекте человеческая психика предстает системой операций, выполняемых мозгом, почти так же, как ходьба - это система операций, выполняемых ногами, только в случае мозга система значительно сложнее.

Второй принцип заключается в том, что каждая психическая функция мозга, от простейших рефлексов до наиболее творческих форм деятельности в области языка, музыки и изобразительного искусства, выполняется специализированными нейронными цепями, проходящими в различных участках мозга. Поэтому биологию человеческой психики лучше обозначать термином biology of mind, указывающим на систему психических операций, выполняемых этими цепями, чем термином biology of the mind, подразумевающим некоторое местоположение нашей психики и предполагающим, что у нас в мозгу есть определенное место, в котором выполняются все психические операции.

Третий принцип: все эти цепи состоят из одних и тех же элементарных сигнальных единиц - нервных клеток (нейронов). Четвертый: в нейронных цепях для генерации сигналов внутри нервных клеток и передачи их между клетками используются молекулы особых веществ. И последний принцип: эти специфические сигнальные молекулы эволюционно консервативны, то есть остаются неизменными на протяжении миллионов лет эволюции. Некоторые из них присутствовали в клетках наших древних предков и могут быть обнаружены сегодня у самых далеких и эволюционно примитивных родственников - одноклеточных организмов, таких как бактерии и дрожжи, и простых многоклеточных организмов типа червей, мух и улиток. Чтобы успешно маневрировать в своей среде обитания, эти существа используют молекулы тех же веществ, что и мы, чтобы управлять своей повседневной жизнью и приспосабливаться к окружающей среде.

Таким образом, новая наука о психике не только открывает нам путь к познанию самих себя (как мы воспринимаем окружающее, учимся, запоминаем, чувствуем и действуем), но и дает возможность по-новому взглянуть на себя в контексте биологической эволюции. Она позволяет понять, что человеческая психика развилась на основе веществ, которыми пользовались еще наши примитивные предки, и что необычайная консервативность молекулярных механизмов, регулирующих разнообразные жизненные процессы, свойственна также и нашей психике.

В связи с тем, как много биология психики может сделать для нашего личного и общественного благосостояния, научное сообщество сегодня единодушно: эта дисциплина станет для XXI века тем же, чем для XX века стала биология гена.

Помимо того что новая наука о психике обращается к ключевым вопросам, занимавшим умы западных мыслителей с тех пор, как более двух тысяч лет назад Сократ и Платон впервые взялись рассуждать о природе психических процессов, она также открывает возможность на практике разобраться в важных для нашей повседневной жизни вопросах, касающихся психики. Наука перестала быть прерогативой ученых. Теперь она - неотъемлемая часть современной жизни и культуры. Средства массовой информации почти каждый день передают сведения специального характера, едва ли доступные для понимания широкой общественности. Люди читают о потере памяти, вызываемой болезнью Альцгеймера, и о так называемой возрастной потере памяти и пытаются понять, часто безуспешно, разницу между этими двумя расстройствами, из которых первое неумолимо прогрессирует и приводит к смерти, а второе относится к сравнительно легким недугам. Они слышат о ноотропных препаратах, но плохо представляют себе, чего от них ожидать. Им говорят, что гены влияют на поведение и что нарушения в этих генах вызывают психические заболевания и неврологические расстройства, но не говорят, как это происходит. Наконец, люди читают, что различия способностей, связанные с полом, влияют на образование и карьеру мужчин и женщин. Означает ли это, что женский мозг отличается от мужского?

Eric Richard Kandel

В девятилетнем возрасте Эрику и его четырнадцатилетнему брату Людвигу было суждено самим пересечь Атлантический океан. Весной 1939 года они отплыли на корабле «Герольштейн» из Антверпена. 11 мая братья прибыли в Бруклин, к своему дяде. Позже в США успешно добрались также их родители.

Благодаря усилиям дедушки, Эрик был посвящен во все еврейские традиции, поэтому без проблем был принят в иешиву Флетбуш, которую окончил в 1944 году. Позже поступил в школу Эразмус Холл, где получил среднее образование. В Эразмус Холле Кандель работал спортивным обозревателем в школьной газете. Высшее образование получил в Гарвардском университете. В 1952 году стал учиться в Медицинской школе Нью-Йоркского университета. Во время учебы познакомился со своей будущей женой, Дениз Быстрин. В это время также проводил исследования в лаборатории Гарри Грундфеста в Колумбийском университете. В 1962 году поехал в Париж для изучения моллюска аплизии (Aplysia californica ). Это и определило его дальнейшую судьбу.

Сначала Эрик Кандель начал изучать механизмы формирования памяти у млекопитающих, однако для понимания основных процессов памяти их нервная система оказалась очень сложной. Ученый принял решение использовать более простую экспериментальную модель - нервную систему аплизии, состоящую из 20 000 нейронов, многие из которых большого размера (до 1 мм).

Эрик Кандель доказал, что у аплизии как краткосрочная, так и долгосрочная память «локализуется» в синапсе, в 90-е годы он провел подобные исследования на мышах. Ученому удалось доказать, что такой же тип формирования памяти, который был обнаружен у моллюска, существует и у млекопитающих.

Аналогичные механизмы памяти Эрик Кандель выявил и у человека. Можно сказать, что память человека «локализуется в синапсах» и изменения функции синапса являются основными в процессе формирования различных типов памяти. Лучше сказать, что память не локализуется в самом синапсе, а определяется проводимостью этого синапса. Хотя путь к пониманию всего сложного комплекса процесса памяти еще долгий, результаты исследований Эрика Канделя стали основой для дальнейшего научного поиска.

В 2000 году Эрик Кандель совместно с Арвидом Карлссоном и Полом Грингардом был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за открытия, связанные с передачей сигналов в нервной системе».