Edward Perl- Edward Perl

Edward R. Perl
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Geboren 6. Oktober 1926
Chicago, Illinois
Ist gestorben 15. Juli 2014
Durham, North Carolina
Staatsangehörigkeit Vereinigte Staaten
Alma Mater Universität von Chicago
Bekannt für Schmerzforschung
Auszeichnungen Bristol-Meyers Squibb Award for Distinguished Research on Pain (1991)
Gerard Prize for Outstanding Contributions to Neuroscience (1998)
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Neurowissenschaften
Institutionen University of Chicago
Harvard University
Johns Hopkins University
State University of New York Upstate Medical University
University of Utah
University of North Carolina

Edward Roy Perl (6. Oktober 1926 – 15. Juli 2014) war ein US-amerikanischer Neurowissenschaftler, dessen Forschung sich auf neuronale Mechanismen und Schaltkreise konzentrierte, die an der somatischen Empfindung , hauptsächlich Nozizeption, beteiligt sind . Die Arbeit in seinem Labor in den späten 1960er Jahren stellte die Existenz einzigartiger Nozizeptoren fest . Perl war eines der Gründungsmitglieder der Society for Neuroscience und war deren erster Präsident. Er war Sarah Graham Kenan Professor für Zellbiologie und -physiologie und Mitglied des UNC Neuroscience Center an der University of North Carolina School of Medicine .

Frühes Leben und militärische Ausbildung

Perl wurde in Chicago , Illinois, als Sohn von John und Blanche Perl geboren, die aus Ungarn bzw. der Tschechoslowakei stammen. Als Kind war Perl von Elektrizität fasziniert, was zu einem Interesse an Elektronik, Radio und Naturwissenschaften führte. Im College an der University of Chicago konzentrierte sich Perl auf Physik und Ingenieurwissenschaften, aber ein Gespräch mit seinem Vater, der Arzt und Chirurg war, überzeugte ihn, eine Karriere in der Medizin einzuschlagen, um die menschliche Physiologie zu studieren.

Während seines Studiums wurde Perl in das Offiziersausbildungsprogramm der US Navy aufgenommen. Er war im Sommer 1945 als medizinischer Praktikant am V-12 Navy College Training Program an der Great Lakes Naval Station (Chicago) tätig und begann im Herbst 1945 ein Studium an der University of Illinois School of Medicine (Chicago). zu dieser Zeit wurde er mit dem Ende des Zweiten Weltkriegs in die Marinereserven entlassen . Perl erwarb 1947 seinen Bachelor of Science und 1949 seinen MD.

Frühe Forschungskarriere

Perls erster Kontakt mit den Neurowissenschaften kam am Illinois Neuropsychiatric Institute der University of Illinois School of Medicine (Chicago), wo er eine Zeitlang als Teilzeit-Doktorand im Labor von Warren S. McCulloch arbeitete und unter anderem Bekannte traf der damaligen Zeit Elwood Henneman, dessen Experimente zu spinalen Reflexen und supraspinaler Steuerung der Motorik Perls späteren Forschungsweg beeinflussten. Ein Projekt, das in den späten 1940er Jahren im Labor des Herzphysiologen William V. Whitehorn durchgeführt wurde, führte zu Perls erster wissenschaftlicher Arbeit, die 1949 in Science veröffentlicht wurde. Die Prinzipien hinter dem Gerät, das Perl für dieses Projekt entwickelt hatte, bildeten die Grundlage für die Impedanzkardiographie . Diese Arbeit brachte Perl 1951 einen Master-Abschluss ein.

Im Sommer 1948 war Perl als Angestellter im Harvard Medical Service des Boston City Hospital tätig , wo seine Interaktionen mit dem Neurologen und Neurowissenschaftler Derek Denny-Brown Perl zu einer Karriere in der Neurophysiologie führten . Im Herbst 1950 begann Perl ein Postdoktoranden-Stipendium im Labor von Philip Bard am Department of Physiology der Johns Hopkins University ; dort lernte er den Neuroanatom Jerzy Rose und den Neurophysiologen Vernon Mountcastle kennen , der ein lebenslanger Mentor für chirurgische und elektrophysiologische Aufnahmetechniken werden sollte. Während dieser Zeit interessierte sich Perl dafür, wie die Aktivität afferenter C-Faser- Neuronen auf die Großhirnrinde übertragen wurde , ein Projekt, das sich als schwierig erwies, aber sein Interesse an diesen unmyelinisierten afferenten Fasern und ihrer damals vermuteten Beteiligung an der Erkennung und Übertragung beeinflusste von Schmerz- und Temperaturempfindungen an das Gehirn.

Perl wurde im Januar 1952 zum aktiven Dienst als Marinearzt berufen und diente als medizinischer Offizier am Walter Reed Army Institute of Research , wo er einer neurowissenschaftlichen Forschungsgruppe unter der Leitung von David McKenzie Rioch und unter der Leitung von Robert Galambos und Michael Fuortes beitrat , Walle Nauta und David Whitlock.

Erste Fakultätsstellen

1954 nahm Perl eine Fakultätsstelle an der State University of New York, College of Medicine, Syracuse (heute bekannt als SUNY Upstate Medical University ), an, wo er nicht nur gekreuzte Wirbelsäulenreflexe erforschte , sondern auch sein Interesse an der Aktivität von C- faserafferente Fasern und ihre Projektionen zum Rückenmark .

Perl verließ SUNY-Syracuse 1957, um an die Physiologische Abteilung der University of Utah zu gehen , die damals von dem Neurophysiologen Carlton C. Hunt geleitet wurde. Perls Arbeit in Utah konzentrierte sich auf spinothalamische somatosensorische Bahnen und die Interaktionen zwischen primären afferenten Neuronen und Rückenmarkskernen der Wirbelsäule .

Ab 1962 verbrachte Perl ein Jahr im Labor von Yves Laporte an der Faculté de Médecine in Toulouse, Frankreich. Seine Zeit in Europa ermöglichte es ihm, die französischen Neurophysiologen Paul Bessou, Albert Fessard, Denise Albe-Fessard , Pierre Buser, Jean-Marie Besson und die ungarischen Neuroanatomen János (John) Szentágothai und Miklós Réthelyi zu treffen und zu beobachten . Ein Besuch beim Neurophysiologen Ainsley Iggo an der University of Edinburgh erwies sich als entscheidend, um Perls Fachwissen bei der Aufzeichnung der elektrischen Aktivität von C-Fasern zu ermöglichen . Er würde in den kommenden Jahrzehnten Reisen nach Frankreich wiederholen, um gemeinsam mit europäischen Kollegen zu forschen.

Dokumentation von Nozizeptoren

Perls Rückkehr an die University of Utah im Jahr 1963 markierte den Beginn eines Forschungsinteresses an primären afferenten Neuronen, das sich zu einem Schwerpunkt auf Nozizeptoren entwickelte . Paul Bessou besuchte Perls Labor und die beiden dokumentierten die Aktivitäten mechanorezeptiver primärer afferenter Neuronen, deren dünn myelinisierte afferente Fasern auf unschädliche mechanische Stimulation ansprachen . Bahnbrechende Experimente an Katzen mit dem damaligen Doktoranden Paul Richards Burgess zeigten die Existenz einer Klasse von dünn myelinisierten primär-afferenten Fasern, die nur auf schädliche ( nozizeptive ) mechanische Stimulation reagierten ; Burgess und Perl (1967) haben diese Klasse von hochschwelligen Mechanorezeptoren ausführlich beschrieben , indem sie Nozizeptor verwenden , ein Begriff, der 1906 von Charles Sherrington geprägt wurde, um diese Neuronen zu identifizieren. Die Arbeit von Burgess und Perl stellt die erste gründliche Dokumentation einer großen Stichprobe von Nozizeptoren dar, primären afferenten Neuronen , die Reize erkennen, die Gewebeschäden verursachen können, und Informationen über diese Verletzungen zentral übermitteln. (Frühere Arbeiten von Ainsley Iggo lieferten eine kleine Probe von primären afferenten Fasern, die heute als C-polymodale Nozizeptoren gelten.)

Perl erweiterte diese Studien auf Primaten und zeigte die Existenz von hochschwelligen Mechanorezeptoren bei Totenkopfäffchen. Weitere Experimente mit Bessou zeigten nicht nur die Komplexität myelinisierter und unmyelinierter Nozizeptoren, sondern dokumentierten auch gründlich die Existenz und Eigenschaften von C-polymodalen Nozizeptoren, die auf eine Vielzahl von schädlichen Reizen reagieren. Spätere Experimente mit Lawrence Kruger und Mathius "Skip" J. Sedivec in Perls Labor in den späten 1970er Jahren (nachdem Perl an die University of North Carolina gezogen war ) untersuchten die Feinstruktur der peripheren Enden der kutanen hochschwelligen Mechanorezeptoren (Nozizeptoren) bei Katzen . Parallel zu dieser Arbeit an der University of North Carolina versuchten Perl und Mitarbeiter zu korrelieren, wie die Stimulation einzelner kutaner Nozizeptoren bei wachen menschlichen Freiwilligen von diesen Probanden erlebt wird; Die daraus resultierende Studie bewies den Zusammenhang zwischen der Aktivierung identifizierter Nozizeptoren und dem subjektiven Schmerzempfinden beim Menschen.

Zentrale Projektionen von Nozizeptoren und nozizeptiven spinalen Schaltkreisen

Noch an der University of Utah stellten Perl und Burgess Christensen, damals Postdoktorand, fest, dass die Randzone (Lamina I) des Hinterhorns des Rückenmarks Neuronen enthielt, die auf verschiedene Arten von schädlichen und harmlosen Reizen ansprachen aus der Peripherie. Experimente mit Takao Kumazawa in den späten 1960er bis Mitte der 1970er Jahre bestätigten in Affenbeobachtungen über nicht myelinisierte primäre afferente Fasern und ihre zentralen Projektionen, die zuvor bei Katzen beobachtet worden waren. Diese Studien machten deutlich, dass Bereiche des oberflächlichen Hinterhorns als Integrationsorte für nozizeptive und nicht-nozizeptive Informationen aus der Peripherie dienten.

Perl setzte diese Arbeit fort, nachdem er 1971 die University of Utah verlassen hatte, um den Lehrstuhl für Physiologie an der University of North Carolina zu übernehmen die zentralen Enden von dünn myelinisierten primären afferenten Neuronen, um ihre synaptischen Morphologien zu studieren und um Neuronen im Hinterhorn des Rückenmarks zu charakterisieren, die auf die Aktivität dieser Fasern ansprachen. In einer methodischen Tour de Force arbeitete Perl Mitte der 1980er Jahre mit Yasuo Sugiura und Chong Lee zusammen, um unmyelinisierte C-Fasern physiologisch zu charakterisieren und (mit Phaseolus vulgaris leucoagglutinin) zu kennzeichnen . Diese Studien zeigten erstmals eine funktionelle Organisation des zentralen Terminationsmusters von unmyelinisierten Afferenzen mit unterschiedlichen Reaktionsprofilen auf Hautstimulation. Experimente von Christopher Honda, Siegfried Mense und Perl in den frühen 1980er Jahren zeigten, dass Neuronen in bestimmten Bereichen des Katzenthalamus auf schädliche Stimulation der Haut der Hinterbeine ansprachen. Insgesamt trugen Studien im Perl-Labor in den 1970er und 1980er Jahren dazu bei, ein spezifisches Muster somatosensorischer (hauptsächlich nozizeptiver) Eingaben an Rückenmark und Gehirn zu klären und legten die Grundlage für eine Schaltung zur Verarbeitung schädlicher Reize aus der Peripherie.

Die letzten Jahrzehnte der Arbeit im Perl-Labor waren hauptsächlich darauf ausgerichtet, die funktionelle Organisation des oberflächlichen Hinterhorns des Rückenmarks zu charakterisieren und zu verstehen, wie Spinalneuronen, die sich in diesen Regionen befinden, miteinander interagieren, um Signale aus der Peripherie zu verarbeiten. Diese Experimente beinhalteten die Aufzeichnung von Neuronen, die auf verschiedene Arten von primären afferenten Eingaben ansprachen, und die Korrelation dieser funktionellen Signaturen mit morphologischen Merkmalen der fraglichen Spinalneuronen. Diese Arbeit führte zum Teil zur systematischen Kategorisierung von funktionell charakterisierten Spinalneuronen durch Timothy Grudt und Perl auf der Grundlage ihrer morphologischen Merkmale und ihrer Lage im Hinterhorn. Experimente mit Yan Lu und Jihong Zheng zielten darauf ab, die Verbindungen zwischen spinalen Neuronen besser zu verstehen und wie afferenter Input aus der Peripherie durch diese Verbindungen moduliert wird. Perls Experimente mit Adam Hantman konzentrierten sich auf eine einzigartige, homogene Population von Grün fluoreszierendem Protein (GFP) -exprimierenden Neuronen in der spinalen Substantia gelatinosa einer transgenen Maus . Hantman und Perl charakterisierten diese Neuronen physiologisch und zeigten, dass sie von Natur aus inhibitorisch sind und nur auf nicht myelinisierte Afferenzen mit einer Leitungsgeschwindigkeit am oberen Ende des C-Faser- Bereichs reagieren ; sie zeigten auch die hochspezifischen Verbindungen dieser GFP-exprimierenden Neuronen mit anderen Neuronentypen in der Substantia gelatinosa.

Gründung der Gesellschaft für Neurowissenschaften

Auf Anregung des Neurophysiologen Ralph W. Gerard , dessen Idee es war, eine Gesellschaft für Neurowissenschaften zu gründen, leitete Perl 1969 ein Komitee von befreundeten Neurowissenschaftlern, dessen Ziel es war, den Grundstein für die Funktion der entstehenden Gesellschaft zu legen. Als Gründungsmitglied wurde Perl zum Präsidenten gewählt, entschied sich jedoch dafür, den Titel des amtierenden Präsidenten (1969-1970) anzunehmen, bis ein Präsident demokratisch von einer repräsentativen Mitgliedschaft gewählt werden konnte. Für die Gesellschaft sei es wichtig, junge Forscher zu gewinnen, die im Labor tätig sind.

Auszeichnungen und Ehrungen

Neben anderen Anerkennungen für seine Beiträge zur Neurowissenschaft wurde Perl 1991 mit dem Bristol-Myers Squibb Award for Distinguished Research on Pain und 1998 mit dem Ralph W. Gerard Prize in Neuroscience ausgezeichnet. Er wurde zum Fellow der American Academy of Arts and Sciences gewählt im Jahr 1992.

Einrichtung des Perl-UNC-Preises

Hauptartikel: Perl-UNC-Preis

Im Jahr 2000 stiftete Perl einen nationalen Preis, der jährlich an Forscher verliehen wird, die durch herausragende Entdeckungen oder bahnbrechende Erkenntnisse bedeutende Beiträge zur Neurowissenschaft geleistet haben. Bei der Einrichtung des Perl-UNC Neuroscience Prize stellte Perl fest, dass „der Preis es mir ermöglicht, die University of North Carolina für die Möglichkeiten anzuerkennen, die sie mir gegeben hat“, und dass er darüber hinaus die Stärke des neurowissenschaftlichen Forschungsprogramms würdigt an der Uni. Bis 2014 haben sechs Empfänger des Perl-UNC-Preises den Nobelpreis entweder in Physiologie/Medizin ( Linda Buck , Richard Axel , May-Britt Moser , Edvard Moser ) oder Chemie ( Roger Tsien , Roderick MacKinnon ) gewonnen.

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Verweise

Externe Links