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Articulo de referencia

Gerald Edelman

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Gerald Maurice Edelman ( / ˈ ɛ d əl m ən / ; 1 de julio de 1929 – 17 de mayo de 2014) fue un biólogo estadounidense que compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1972 por su trabajo con Rodney Robert Porter sobre el sistema inmunitario . [ 1 ] La investigación de Edelman, galardonada con el Premio Nobel, se centró en el descubrimiento de la estructura de las moléculas de anticuerpos . [ 2 ] En entrevistas, afirmó que la forma en que los componentes del sistema inmunitario evolucionan a lo largo de la vida de un individuo es análoga a la forma en que los componentes del cerebro evolucionan a lo largo de la vida. Existe una continuidad en este sentido entre su trabajo sobre el sistema inmunitario, por el que ganó el Premio Nobel , y su trabajo posterior en neurociencia y filosofía de la mente .

Primeros años y educación

Gerald Edelman nació en 1929 [ 3 ] en Ozone Park, Queens, Nueva York , hijo de padres judíos : el médico Edward Edelman y Anna (de soltera Freedman) Edelman, quien trabajaba en la industria de seguros. [ 4 ] Estudió violín durante años, pero finalmente se dio cuenta de que no tenía la motivación necesaria para dedicarse a la música como violinista de concierto y decidió dedicarse a la investigación médica. [ 5 ] Asistió a escuelas públicas en Nueva York, graduándose de la escuela secundaria John Adams , [ 6 ] y luego asistió al Ursinus College , donde se graduó con honores (magna cum laude) con una licenciatura en ciencias en 1950. Recibió un doctorado en medicina de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pensilvania en 1954. [ 4 ]

Carrera

Después de un año en la Fundación Johnson para la Física Médica, Edelman se convirtió en residente del Hospital General de Massachusetts ; luego ejerció la medicina en Francia mientras prestaba servicio en el Cuerpo Médico del Ejército de los Estados Unidos . [ 4 ] En 1957, Edelman se unió al Instituto Rockefeller para la Investigación Médica como becario de posgrado, trabajando en el laboratorio de Henry Kunkel y recibiendo un doctorado en 1960. [ 4 ] El instituto lo nombró decano asistente (más tarde asociado) de estudios de posgrado; se convirtió en profesor de la escuela en 1966. [ 4 ] En 1992, se mudó a California y se convirtió en profesor de neurobiología en el Instituto de Investigación Scripps . [ 7 ]

Tras recibir el Premio Nobel, Edelman inició una investigación sobre la regulación de los procesos celulares primarios , en particular el control del crecimiento celular y el desarrollo de organismos multicelulares , centrándose en las interacciones célula-célula durante el desarrollo embrionario temprano y en la formación y función del sistema nervioso. Estos estudios condujeron al descubrimiento de las moléculas de adhesión celular (CAM), que guían los procesos fundamentales que ayudan a un animal a adquirir su forma y estructura, y mediante los cuales se construyen los sistemas nerviosos. Uno de los descubrimientos más significativos de esta investigación es que el gen precursor de la molécula de adhesión celular neural dio origen, en la evolución, a todo el sistema molecular de la inmunidad adaptativa . [ 8 ]

Por sus esfuerzos, Edelman fue elegido miembro tanto de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (1968) como de la Sociedad Filosófica Estadounidense (1977). [ 9 ] [ 10 ]

Premio Nobel

Mientras prestaba servicio militar en París, Edelman leyó un libro que despertó su interés por los anticuerpos . [ 11 ] Decidió que, dado que el libro hablaba muy poco sobre anticuerpos, los investigaría más a fondo al regresar a Estados Unidos, lo que lo llevó a estudiar química física para su doctorado en 1960. [ 11 ] La investigación de Edelman y sus colegas, junto con Rodney Robert Porter, a principios de la década de 1960, produjo avances fundamentales en la comprensión de la estructura química del anticuerpo, abriendo la puerta a estudios posteriores. [ 12 ] Por este trabajo, Edelman y Porter compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1972. [ 1 ]

En su comunicado de prensa sobre el Premio Nobel de 1972, el Instituto Karolinska elogió el trabajo de Edelman y Porter como un gran avance:

El impacto de los descubrimientos de Edelman y Porter se explica por el hecho de que proporcionaron una imagen clara de la estructura y el modo de acción de un grupo de sustancias biológicamente particularmente importantes. De este modo, sentaron las bases para una investigación verdaderamente racional, algo que hasta entonces había sido en gran medida escaso en inmunología. Sus descubrimientos representan claramente un avance que inmediatamente impulsó una intensa actividad investigadora en todo el mundo, en todos los campos de la ciencia inmunológica, generando resultados de valor práctico para el diagnóstico y la terapia clínica. [ 13 ]

enlaces disulfuro

Diagrama que ilustra los enlaces disulfuro (en rojo) que unen las subunidades proteicas ligera (en verde) y pesada (en azul) de las moléculas de inmunoglobulina G (IgG). Este diagrama también muestra la posición relativa de los dominios variable (V) y constante (C) de una molécula de IgG. Las regiones variables de las cadenas pesada y ligera se unen para formar sitios de unión al antígeno en los extremos de los dos brazos simétricos del anticuerpo.

Las primeras investigaciones de Edelman sobre la estructura de las proteínas de los anticuerpos revelaron que los enlaces disulfuro unen las subunidades proteicas. [ 2 ] Las subunidades proteicas de los anticuerpos son de dos tipos: las cadenas pesadas, más grandes, y las cadenas ligeras, más pequeñas. Dos cadenas ligeras y dos pesadas se unen mediante enlaces disulfuro para formar un anticuerpo funcional.

Modelos moleculares de la estructura de los anticuerpos

Utilizando datos experimentales de su propia investigación y del trabajo de otros, Edelman desarrolló modelos moleculares de proteínas de anticuerpos. [ 14 ] Una característica clave de estos modelos incluía la idea de que los dominios de unión al antígeno de los anticuerpos ( Fab ) incluyen aminoácidos tanto de la subunidad proteica ligera como de la pesada . Los enlaces disulfuro intercatenarios ayudan a unir las dos partes del dominio de unión al antígeno.

Secuenciación de anticuerpos

Edelman y sus colegas utilizaron bromuro de cianógeno y proteasas para fragmentar las subunidades de la proteína del anticuerpo en piezas más pequeñas que podían analizarse para determinar su secuencia de aminoácidos . [ 15 ] [ 16 ] En el momento en que se determinó la primera secuencia completa de un anticuerpo (1969) [ 17 ] era la secuencia completa de proteína más grande que se había determinado hasta entonces. La disponibilidad de secuencias de aminoácidos de proteínas de anticuerpos permitió reconocer el hecho de que el cuerpo puede producir muchas proteínas de anticuerpos diferentes con regiones constantes de anticuerpos similares y regiones variables de anticuerpos divergentes .

Topobiología

La topobiología es la teoría de Edelman que postula que la morfogénesis está impulsada por interacciones adhesivas diferenciales entre poblaciones celulares heterogéneas y explica cómo una sola célula puede dar origen a un organismo multicelular complejo. Tal como la propuso Edelman en 1988, la topobiología es el proceso que moldea y mantiene los tejidos diferenciados y se adquiere mediante la segregación de células, energéticamente favorable, a través de interacciones celulares heterólogas.

Teoría de la conciencia

En su carrera posterior, Edelman fue reconocido por su teoría de la conciencia , documentada en una trilogía de libros técnicos y en varios libros posteriores escritos para un público general, incluidos Bright Air, Brilliant Fire (1992), [ 18 ] [ 19 ] A Universe of Consciousness (2001, con Giulio Tononi ), Wider than the Sky (2004) y Second Nature: Brain Science and Human Knowledge (2007).

En su libro Second Nature, Edelman define la conciencia humana como:

"... lo que se pierde al entrar en un sueño profundo sin sueños... anestesia profunda o coma... lo que se recupera al salir de estos estados. [La] experiencia de una escena unitaria compuesta variablemente de respuestas sensoriales... recuerdos... situacionalidad..."

El primero de los libros técnicos de Edelman, El cerebro consciente (1978), [ 20 ] desarrolla su teoría del darwinismo neuronal , que se basa en la idea de plasticidad en la red neuronal en respuesta al entorno. El segundo libro, Topobiología (1988), [ 21 ] propone una teoría sobre cómo se establece la red neuronal original del cerebro de un recién nacido durante el desarrollo del embrión . El presente recordado (1990) [ 22 ] contiene una exposición extensa de su teoría de la conciencia .

En sus libros, Edelman propuso una teoría biológica de la conciencia, basada en sus estudios del sistema inmunitario. Fundamenta explícitamente su teoría en la Teoría de la Selección Natural de Charles Darwin , citando los principios clave de la teoría de poblaciones de Darwin, que postula que la variación individual dentro de las especies proporciona la base para la selección natural que finalmente conduce a la evolución de nuevas especies. [ 23 ] Rechazó explícitamente el dualismo y también descartó hipótesis más recientes, como el llamado modelo «computacional» de la conciencia , que compara las funciones del cerebro con las operaciones de una computadora. Edelman argumentó que la mente y la conciencia son fenómenos puramente biológicos, que surgen de complejos procesos celulares dentro del cerebro, y que el desarrollo de la conciencia y la inteligencia puede explicarse mediante la teoría darwiniana.

La teoría de Edelman busca explicar la conciencia en términos de la morfología del cerebro. Un cerebro comprende una enorme población de neuronas (aproximadamente 100 mil millones de células), cada una con una cantidad ingente de conexiones sinápticas con otras neuronas. Durante el desarrollo, el subconjunto de conexiones que sobrevive a las fases iniciales de crecimiento y desarrollo establecerá aproximadamente 100 billones de conexiones entre sí. Una muestra de tejido cerebral del tamaño de la cabeza de una cerilla contiene alrededor de mil millones de conexiones, y si consideramos cómo estas conexiones neuronales podrían combinarse de diversas maneras, el número de permutaciones posibles se vuelve hiperastronómico: del orden de diez seguido de millones de ceros. [ 24 ] El cerebro joven contiene muchas más conexiones neuronales de las que finalmente sobrevivirán hasta la madurez, y Edelman argumentó que esta capacidad redundante es necesaria porque las neuronas son las únicas células del cuerpo que no pueden renovarse y porque solo aquellas redes mejor adaptadas a su propósito final serán seleccionadas a medida que se organizan en grupos neuronales.

Darwinismo neuronal

La teoría de Edelman sobre la selección de grupos neuronales, también conocida como " darwinismo neuronal ", tiene tres principios básicos: selección del desarrollo, selección experiencial y reentrada.

  1. Selección del desarrollo : la formación de la anatomía macroscópica del cerebro está controlada por factores genéticos, pero en cada individuo, la conectividad entre las neuronas a nivel sináptico y su organización en grupos neuronales funcionales están determinadas por la selección somática durante el crecimiento y el desarrollo. Este proceso genera una enorme variabilidad en los circuitos neuronales; al igual que la huella dactilar o el iris , no hay dos personas que tengan exactamente las mismas estructuras sinápticas en ninguna zona comparable del tejido cerebral. Su alto grado de plasticidad funcional y la extraordinaria densidad de sus interconexiones permiten que los grupos neuronales se autoorganicen en muchos "módulos" complejos y adaptables. Estos están formados por muchos tipos diferentes de neuronas que, por lo general, están más estrechamente y densamente conectadas entre sí que con las neuronas de otros grupos.
  2. Selección experiencial : Superponiéndose al crecimiento y desarrollo inicial del cerebro y extendiéndose a lo largo de la vida de un individuo, se produce un proceso continuo de selección sináptica dentro de los diversos repertorios de grupos neuronales. Este proceso puede fortalecer o debilitar las conexiones entre grupos de neuronas y está condicionado por señales de valor que surgen de la actividad de los sistemas ascendentes del cerebro, los cuales se modifican continuamente por la respuesta exitosa. La selección experiencial genera sistemas dinámicos que pueden "mapear" eventos espaciotemporales complejos de los órganos sensoriales, los sistemas corporales y otros grupos neuronales del cerebro hacia otros grupos neuronales seleccionados. Edelman argumenta que este proceso selectivo dinámico es directamente análogo a los procesos de selección que actúan sobre poblaciones de individuos en las especies, y también señala que esta plasticidad funcional es imperativa, ya que ni siquiera la vasta capacidad de codificación de todo el genoma humano es suficiente para especificar explícitamente las estructuras sinápticas astronómicamente complejas del cerebro en desarrollo. [ 25 ]
  3. Reentrada : el concepto de señalización reentrante entre grupos neuronales. Edelman define la reentrada como el intercambio dinámico recursivo continuo de señales que ocurre en paralelo entre mapas cerebrales y que interrelaciona continuamente estos mapas entre sí en el tiempo y el espacio ( fragmento de vídeo : Edelman demuestra la formación espontánea de grupos entre neuronas con conexiones reentrantes). [ 26 ] La reentrada depende para su funcionamiento de las intrincadas redes de conexiones recíprocas masivamente paralelas dentro y entre grupos neuronales, que surgen a través de los procesos de selección evolutiva y experiencial descritos anteriormente. Edelman describe la reentrada como "una forma de selección continua de orden superior... que parece ser exclusiva de los cerebros animales" y afirma que "no existe otro objeto en el universo conocido tan completamente distinguido por circuitos reentrantes como el cerebro humano".

teoría de la evolución

Edelman y Gally fueron los primeros en señalar la omnipresencia de la degeneración en los sistemas biológicos y el papel fundamental que desempeña la degeneración para facilitar la evolución. [ 27 ]

Carrera posterior

Edelman en 2010

Edelman fundó y dirigió el Instituto de Neurociencias , un centro de investigación sin fines de lucro en San Diego que, entre 1993 y 2012, estudió las bases biológicas de las funciones cerebrales superiores en humanos. Formó parte del comité científico del proyecto Diálogo Mundial del Conocimiento. [ 28 ]

Edelman fue miembro del consejo asesor del Festival de Ciencia e Ingeniería de los Estados Unidos . [ 29 ]

Personal

Edelman se casó con Maxine M. Morrison en 1950. [ 4 ] Tienen dos hijos: Eric, artista visual en la ciudad de Nueva York, y David, profesor adjunto de neurociencia en la Universidad de San Diego . Su hija, Judith Edelman, es música de bluegrass , [ 30 ] artista discográfica y escritora. Algunos observadores han señalado que un personaje de la novela de Richard Powers , The Echo Maker, podría ser una referencia a Edelman.

Salud y muerte

Más adelante en su vida, desarrolló cáncer de próstata y enfermedad de Parkinson . [ 31 ] Edelman murió el 17 de mayo de 2014 en La Jolla, California , a los 84 años. [ 3 ] [ 32 ] [ 33 ]

Bibliografía

  • Darwinismo neuronal : La teoría de la selección de grupos neuronales (Basic Books, Nueva York, 1987). ISBN 0-19-286089-5
  • El presente recordado: Una teoría biológica de la conciencia (Basic Books, Nueva York, 1990). ISBN 0-465-06910-X
  • Topobiología: Introducción a la embriología molecular (Basic Books, 1988, reedición de 1993) ISBN 0-465-08653-5
  • Aire brillante, fuego brillante: Sobre la materia de la mente (Basic Books, 1992, edición reimpresa de 1993). ISBN 0-465-00764-3
  • El cerebro , editado por Edelman y Jean-Pierre Changeux (Transaction Publishers, 2000). ISBN 0-7658-0717-3
  • Un universo de consciencia : cómo la materia se convierte en imaginación , Edelman y Giulio Tononi , coautores, (Basic Books, 2000, edición reimpresa 2001). ISBN 0-465-01377-5
  • Más amplio que el cielo : El don fenomenal de la conciencia (Yale Univ. Press 2004) ISBN 0-300-10229-1
  • Segunda naturaleza: Neurociencia y conocimiento humano (Yale University Press, 2006) ISBN 0-300-12039-7

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Gerald M. Edelman en Nobelprize.org , consultado el 11 de octubre de 2020
  2. 1 2 Diferencias estructurales entre anticuerpos de diferentes especificidades Archivado el 8 de mayo de 2006 en Wayback Machine por GM Edelman, B. Benacerraf, Z. Ovary y MD Poulik en Proc Natl Acad Sci USA (1961) volumen 47, páginas 1751-1758.
  3. 1 2 Rutishauser, Urs (2014). "Gerald Edelman (1929–2014) Biólogo que ganó el Nobel por resolver la estructura de los anticuerpos" . Nature . 510 (7506): 474. Bibcode : 2014Natur.510..474R . doi : 10.1038/510474a . PMID 24965643 . 
  4. 1 2 3 4 5 6 Odelberg, Wilhelm, ed. (1973). "Gerald M. Edelman: biografía" . Premio Nobel en 1972 . Fundación Nobel . Consultado el 27 de septiembre de 2007 .(Incluye el Anexo de mayo de 2005).
  5. ↑ Declaraciones de Edelman en una entrevista radiofónica de 2008 con el físico Michio Kaku (presentador de Exploration ).
  6. ↑ Ravo, Nick (7 de enero de 1987). "La atención desconcierta a la escuela secundaria Queens" . New York Times .
  7. ↑ "Gerald M. Edelman: Currículum Vitae" (PDF) . Consultado el 27 de septiembre de 2007 .
  8. ↑ Nobelprize.org - Biografía de Gerald M. Edelman
  9. ↑ "Gerald Maurice Edelman" . Academia Estadounidense de Artes y Ciencias . Consultado el 18 de julio de 2022 .
  10. ↑ "Historial de miembros de APS" . search.amphilsoc.org . Consultado el 18 de julio de 2022 .
  11. 1 2 "Perfil de Frontiers: Gerry Edelman" . PBS . 21 de noviembre de 2000. Archivado del original el 28 de septiembre de 2020. Recuperado el 27 de septiembre de 2007 .
  12. ↑ «Premio Nobel de Fisiología o Medicina 1972» (Comunicado de prensa). Instituto Karolinska. Octubre de 1972. Consultado el 27 de septiembre de 2007. Sus descubrimientos representan claramente un avance que inmediatamente desencadenó una intensa actividad investigadora en todo el mundo...
  13. ↑ Comunicado de prensa del Instituto Karolinska, octubre de 1972
  14. ↑ Edelman, G.; Gally, J. (1964). "Un modelo para la molécula de anticuerpo 7S" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 51 ( 5): 846– 853. Bibcode : 1964PNAS...51..846E . doi : 10.1073/pnas.51.5.846 . PMC 300172. PMID 14173001 .  
  15. ↑ Cummingham, B.; Gottlieb, P.; Konigsberg, W.; Edelman, G. (1968). "La estructura covalente de una inmunoglobulina G gamma humana. V. Secuencia parcial de aminoácidos de la cadena ligera". Biochemistry . 7 (5): 1983– 1994. doi : 10.1021/bi00845a049 . PMID 5650389 . 
  16. ↑ Gottlieb, PD; Cunningham, BA; Waxdal, MJ; Konigsberg, WH; Edelman, GM (1968). "Regiones variables de las cadenas polipeptídicas pesadas y ligeras de la misma molécula de inmunoglobulina gammaG" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 61 ( 1): 168– 175. Bibcode : 1968PNAS...61..168G . doi : 10.1073/pnas.61.1.168 . PMC 285919. PMID 4177258 .  
  17. ↑ Edelman, GM; Cunningham, BA; Gall, WE; Gottlieb, PD; Rutishauser, U.; Waxdal, MJ (1969). "La estructura covalente de una molécula completa de inmunoglobulina gammaG" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 63 (1): 78– 85. Bibcode : 1969PNAS...63...78E . doi : 10.1073 / pnas.63.1.78 . PMC 534037. PMID 5257969 .  
  18. ↑ Tauber, Alfred I. (19 de noviembre de 1992). "Reseña de Bright Air, Brilliant Fire: On the matter of the mind de Gerald M. Edelman". N Engl J Med . 327 (21): 1535– 1536. doi : 10.1056/NEJM199211193272119 .
  19. ↑ "Reseña de Bright Air, Brilliant Fire: On the Matter of the Mind de Gerald Edelman" . Kirkus Reviews . 20 de abril de 1992.
  20. ↑ Gerald M. Edelman (1978). El cerebro consciente: organización cortical y la teoría selectiva de grupos de la función cerebral superior . MIT Press. ISBN 978-0-262-05020-3.
  21. ↑ Gerald M. Edelman (1988). Topobiología: Una introducción a la embriología molecular . Basic Books. ISBN 978-0-465-08634-4.
  22. ↑ Gerald M. Edelman (1989). El presente recordado: una teoría biológica de la conciencia . Basic Books. ISBN 978-0-465-06910-1.
  23. ↑ Gerald M. Edelman; Jean-Pierre Changeux (2001). El cerebro . Transaction Publishers. pág. 45. 
  24. ↑ Gerald Edelman (1992). Bright Air, Brilliant Fire . Penguin. pág. 17. 
  25. ↑ Gerald Edelman, Bright Air, Brilliant Fire (Penguin, 1992), pág. 224
  26. ↑ Gerald Edelman: " De la dinámica cerebral a la consciencia: un preludio al futuro de los dispositivos basados ​​en el cerebro. Archivado el 6 de enero de 2012 en Wayback Machine ", vídeo, Conferencia de IBM sobre computación cognitiva, junio de 2006.
  27. ↑ Edelman y Gally (2001). "Degeneración y complejidad en los sistemas biológicos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU . 98 ( 24): 13763–13768 . Bibcode : 2001PNAS...9813763E . doi : 10.1073/pnas.231499798 . PMC 61115. PMID 11698650 .  
  28. ↑ "Diálogo Mundial sobre el Conocimiento" . Archivado del original el 15 de junio de 2006. Consultado el 12 de octubre de 2007 .
  29. ↑ "Asesores" . Archivado del original el 21 de abril de 2010. Consultado el 23 de febrero de 2015 .
  30. ↑ "Judith Edelman - Compass Records" . Compass Records . Consultado el 6 de julio de 2022 .
  31. ↑ «Gerald M. Edelman, Premio Nobel y "darwinista neuronal", fallece a los 84 años» . The New York Times . 23 de mayo de 2014. Consultado el 23 de mayo de 2014 .
  32. ↑ "Gerald Edelman, premio Nobel, fallece" . UT San Diego.com. 20 de mayo de 2014. Consultado el 21 de mayo de 2014 .
  33. ↑ Müller-Jung, Joachim (19 de mayo de 2014). "Hirnforscher Gerald Edelman gestorben: Darwins Gehirn" . Faz.net . Consultado el 18 de enero de 2019 .

Lecturas adicionales

  • Smoliar, Stephen W. (1994), «Reseña de GM Edelman (reseña de libro)» , en William J. Clancey; Stephen W. Smoliar; Mark Stefik (eds.), Contemplating minds: a forum for artificial intelligence , Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology, pp. 431–446 , ISBN  978-0-262-53119-1Consultado el 21 de mayo de 2010.(Publicado originalmente en Artificial Intelligence 39 (1989) 121–139.)
  • Gerald Edelman cuenta la historia de su vida en Web Of Stories.
  • Instituto de Investigación Scripps - Profesorado: Gerald Edelman. Archivado el 9 de enero de 2011 en Wayback Machine .
  • Gerald M. Edelman en Nobelprize.org
  • "La evolución en tu cerebro: Gerald Edelman afirma que solo sobreviven las neuronas más aptas". Entrevista en la revista Discover , julio de 2007.
  • "El Doctor del Cerebro: El Dr. Gerald Edelman es un genio en un camino espiritual" - Perfil en el San Diego Jewish Journal , octubre de 2007
  • "De la dinámica cerebral a la consciencia" Archivado el 6 de enero de 2012 en Wayback Machine , Video, Conferencia de IBM sobre computación cognitiva, junio de 2006, inactivo desde
  • Fundación Jeffrey Epstein VI , 15 de junio de 2013.
  • Edelman Gerald Nobel Luminaries – Ganadores judíos del Premio Nobel, en el sitio web de Beit Hatfutsot, el Museo del Pueblo Judío .