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5位有影响力的神经科学家,过去和现在

虽然现在几乎所有东西都有年终排名,从奶酪(一种名为Olavidia的西班牙山羊奶酪在2021年获胜)到单词(今年的冠军(唉)-不可替代的代币,或NFT),科学有点难以衡量。而诺贝尔奖试图,有时失败作为重要科学成就的权威,比较创新AlphaFold要发展一个COVID-19疫苗是一项相当徒劳的任务。


相反,今年我们决定从过去一百年左右的时间里选出五位鼓舞人心的神经科学家,排名不分先后,并告诉你为什么他们对其他研究人员的影响可能会持续到科学的未来。

布伦达米尔纳

如果你怀疑我们在这个列表中讨论的学术水平,让我们从布伦达·米尔纳他出生在第一次世界大战肆虐的时候,一百年后仍在指导研究人员。米尔纳在1944年移民加拿大之前曾在剑桥的纽纳姆学院学习,他是一位神经心理学家的先驱。米尔纳最初在蒙特利尔大学Université de Montreal教授心理学,发现了许多大脑系统,包括学习内存而且情报她在蒙特利尔神经学研究所和医院所做的一切,从此奠定了她传奇的遗产。


最著名的是,米尔纳与亨利·莫莱森在2008年去世之前,人们只把他的名字简称为h.m.,他是一名癫痫患者,在接受了剧烈的手术治疗他猖獗的癫痫后,失去了形成新记忆的能力。虽然莫莱森对事件和事实的记忆停留在1953年,也就是他手术前一年,但米尔纳的实验表明,他仍然能够学习新的运动技能。这一发现揭示了不止一种记忆的存在,这一发现对认知神经科学领域产生了不可估量的影响。


米尔纳关于大脑系统是如何映射到结构上的推论是革命性的,在神经成像可以揭示大脑的详细图片的几十年前。这些发现包括人们如何损害他们的额叶执行行为任务以及大脑的两个半球分别如何对学习和记忆做出贡献。


米尔纳的影响不仅仅是通过这些开创性的实验,而是通过她与实习神经科学家的密切和仔细的工作,以及作为一名(意想不到的)是女性神经科学家的偶像,他们来自一个男性主导该领域的时代。刚刚庆祝了她103岁理查德·道金斯生日那天,米尔纳继续从事研究工作。

本•巴尔

本•巴尔他于2017年底去世,享年63岁,他对我们理解神经胶质细胞对大脑的贡献产生了巨大的影响。尽管神经胶质细胞占大脑细胞的十分之九,但研究人员在很大程度上认为这些细胞只是把更重要的神经元聚集在一起的无关紧要的填充物——神经胶质这个词来自古希腊语,意思是“胶水”。


巴雷斯和他的实验室帮助重构了神经胶质细胞,现在人们认为它在数百种大脑过程中发挥着至关重要的作用:

  • 髓鞘生产被称为少突胶质细胞的胶质细胞在信息处理中起作用
  • 清除小胶质免疫细胞的缺陷可能会影响阿尔茨海默病的病理
  • 神经胶质细胞可能是目标用于治疗亨廷顿舞蹈病

斯坦福神经科学研究所所长威廉·纽瑟姆(William Newsome)将巴雷斯对神经胶质的持续关注概括为“在神经胶质中可能存在黄金的可能性上的职业豪赌”,这有助于引起人们对这些细胞的关注,揭示了神经胶质如何调节突触的产生并为神经元提供营养支持。


巴雷斯在很多方面都是先驱。他是第一个公开的变性人美国国家科学院经历了漫长而艰难的战斗反驳在科学领域,关于性别和能力的有害偏见甚至在今天仍然存在。1997年,跨性别群体面临的独特压力和歧视不再是公共话语的一部分。


当时,在性别焦虑的重压下,巴雷斯面临着两种选择:要么过渡,可能会结束自己的职业生涯,要么继续按指定的性别生活,可能会自杀。巴雷斯最终发现,作为一个研究科学的人,所有的牌都在他的手里.他的第一反应就是把自己置身于他所谓的"街头战斗,这说明了为什么他的早逝对神经科学来说是一个巨大的损失。

联合国Lø莫

1964在挪威,现代神经科学最重要的发现之一始于奥斯陆街头的一次偶然相遇。海军医生联合国Lø莫当时正在休假找工作的他偶遇了奥斯陆大学的一位教授皮尔·安德森,他正在为他的实验室团队寻找新成员。不久后,洛莫开始在安徒生的实验室攻读博士学位。


洛莫的博士研究成果最终导致了长期增强作用(LTP)的发现,即神经元之间突触连接的加强,最终可以产生持久的信号传输增加。LTP已被认为是大脑学习和记忆过程中必不可少的。

洛莫检查了海马体中被称为“脑电信号”的神经通路的刺激所产生的电信号穿甲弹路径.洛莫注意到,短暂、高频的定向刺激会导致突触连接强度迅速而持久地增强。虽然洛莫在1966年发表了这些发现,但直到1968年英国科学家蒂姆·布利斯(Tim Bliss)加入安德森实验室,他的研究才迈出了神经科学传奇的下一步。20世纪60年代末和70年代初,两人合作了几年,最终产生了一个里程碑式的作品扩展了Lømo最初的发现——LTP理论诞生了。


LTP和它的对立面,长期的抑郁(LTD) -突触传递效率降低,在过去的50年里已经大大扩展。但是洛莫的早期作品,给了唐纳德·赫布的机械解释假设“细胞一起放电,连接在一起”一直是细胞神经科学中最重要的发现之一。

——Karl Friston

卡尔Friston他的学术记录表明,只要有足够的时间和思考,他就能对人类进步的任何领域做出相当可观的贡献。神经科学是非常幸运的,他的职业生涯是从精神病学家开始的,他在利特莫尔医院(Littlemore Hospital)与病人打交道的工作,让他对精神分裂症、抑郁症或精神病患者看待世界的方式产生了深深的好奇心。


这导致了20世纪90年代开创性的数学研究,开发了一种称为统计参数映射(SPM)的技术。这组过程使得功能性磁共振成像等脑成像技术可以从大脑扫描中推断出活动模式。没有SPM,现代大脑成像就不可能实现。虽然单是这项创新就可能让弗里斯顿在神经科学史上占有一席之地,但他不知疲倦的工作道德已经产生了近30万份工作引用.最近的出版物和会议论文包括努力模型SARS-CoV-2的传播,对大脑网络活跃期间的探索做梦看看统计技术是如何做到的预测地球对气候变化的适应能力。


事实上,他在大脑成像方面的工作只是弗里斯顿主要工作的前开胃酒自由能原理.这一理论是一种庞大而复杂的方法,用于理解个体代理(无论是身体、器官还是细胞)如何与世界相互作用。它的规模堪比牛顿热力学理论,弗里斯顿相信它能推动精神病学、物理学和人工智能等多个领域的发展。随着基于自由能原理概念的系统(如主动推理和意外)变得越来越普遍,弗里斯顿对我们如何理解大脑的最大影响可能还没有到来。

贝丝史蒂文斯

科学并不是一个快速的过程。推动科学发展的努力进展缓慢,而承认这些进步的重大意义可能需要几十年的时间。这使得识别研究从21这个世纪已经影响并可能继续影响神经科学一个困难的命题。然而,哈佛医学院教授的工作贝丝史蒂文斯无疑为神经科学的未来指明了方向。


史蒂文斯的工作建立在前面提到的神经胶质先驱本·巴雷斯的基础上,2004年,她在巴雷斯的实验室开始了博士后研究。她的研究重点是建立免疫胶质细胞在修剪突触.这种修剪过程开始于发育早期。婴儿的大脑充满了神经元——人类的大脑开始大脑有1亿个神经细胞,比成人大脑多15%。将过多的细胞数量减少到成熟大脑水平的任务落在了大脑中被称为小胶质细胞的免疫细胞身上,它们贪婪地吞噬过多的突触连接和神经元。


史蒂文斯的实验室发现了免疫蛋白的一个意想不到的作用,称为免疫蛋白补体系统在标记细胞进行这种微胶质mukbang时。此后,包括在论文中合著与巴雷斯合作,史蒂文斯已成为小胶质神经生物学的领导者。这项研究的影响才刚刚开始显现。小胶质细胞现在被认为是一种潜在的治疗方法脑部疾病比如自闭症和阿尔茨海默病。


2012年被奥巴马总统授予总统科学家和工程师早期职业奖史蒂文斯举例说明了科学界的影响力是如何从其他研究人员的工作中建立起来的。前几代人的发现向下回响,为更先进的研究提供了坚实的基础。我们名单上的科学家肯定会继续影响未来几代的研究人员。

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Ruairi J Mackenzie
Ruairi J Mackenzie
高级科学作家
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