エドワード・パール

エドワード・R・パール
生まれる	1926年10月6日 イリノイ州シカゴ
死亡	2014年7月15日[1] ノースカロライナ州ダーラム
国籍	アメリカ人
母校	シカゴ大学
知られている	痛みの研究
受賞歴	痛みに関する優れた研究に対するブリストル・マイヤーズスクイブ賞（1991年） 神経科学への顕著な貢献に対するジェラール賞（1998年）
科学者としてのキャリア
フィールド	神経科学
機関	シカゴ大学 、ハーバード大学、 ジョンズ・ホプキンス大学、 ニューヨーク州立大学、アップステート医科大学、 ユタ 大学、ノースカロライナ大学

エドワード・ロイ・パール（1926年10月6日 - 2014年7月15日）は、アメリカの神経科学者で、体性感覚、特に痛覚に関わる神経機構と神経回路を研究対象としていた。1960年代後半の研究室での研究により、特有の痛覚受容器の存在が確立された。パールは神経科学協会の創設メンバーの1人で、初代会長を務めた。ノースカロライナ大学医学部の細胞生物学および生理学のサラ・グラハム・ケナン教授であり、UNC神経科学センターのメンバーでもあった。

パール氏はイリノイ州シカゴで、ハンガリー出身のジョン・パール氏とチェコスロバキア出身のブランシュ・パール氏の元に生まれました。子供の頃、パール氏は電気に魅了され、電子工学、無線、科学に興味を持つようになりました。シカゴ大学在学中、パール氏は物理学と工学を専攻していましたが、内科医兼外科医であった父親との会話により、人体生理学を研究する手段として医学の道に進むことを決意しました。

大学在学中、パールはアメリカ海軍の士官養成プログラムに受け入れられた。1945年夏、グレート・レイクス海軍基地（シカゴ）のV-12海軍大学訓練プログラムで医療研修生として勤務し、1945年秋にイリノイ大学医学部（シカゴ）で勉強を開始したが、第二次世界大戦の終結とともに海軍予備役に除隊となった。パールは1947年に理学士号、1949年に医学博士号を取得した。^{[2] : 367}

パール氏が初めて神経科学に触れたのは、イリノイ大学医学部のイリノイ神経精神医学研究所（シカゴ）で、彼はウォーレン・S・マカロックの研究室でパートタイムの大学院生として働き、そこで当時の著名人の中でも特にエルウッド・ヘネマンと出会った。ヘネマンの脊髄反射と運動機能の脊柱上制御に関する実験は、パール氏のその後の研究の方向性に影響を与えることになった。1940年代後半に心臓生理学者ウィリアム・V・ホワイトホーンの研究室で行われたプロジェクトは、パール氏の最初の科学論文につながった。この論文は1949年にサイエンス誌^{に掲載された。 [3]}このプロジェクトのためにパール氏が設計した装置の原理は、インピーダンス心電図法の基礎となった。この研究により、パール氏は1951年に修士号を取得した。

1948年の夏、パール氏はボストン市立病院のハーバード医療サービスで事務員として働いていた。そこで神経科医で神経科学研究者のデレク・デニーブラウン氏と交流したことで、パール氏は神経生理学の道に進むことになった。 1950年の秋、パール氏はジョンズ・ホプキンス大学生理学部のフィリップ・バード研究室で博士研究員として働き始め、そこで神経解剖学者のジェルジー・ローズ氏と神経生理学者のヴァーノン・マウントキャッスル氏に出会った。マウントキャッスルはその後、外科手術と電気生理学的記録技術について生涯の指導者となる。この間、パール氏はC線維求心性ニューロンの活動が大脳皮質に伝達される仕組みに興味を持ち、この研究は困難であることが判明したが、この研究が、無髄求心性線維と、当時は痛みや温度の感覚を感知して脳に 伝達する役割を担っていると考えられていた無髄求心性線維への興味につながった。

パール氏は1952年1月に海軍医師として現役に召集され、ウォルター・リード陸軍研究所の医官として勤務し、そこでデイビッド・マッケンジー・リオックが率い、ロバート・ガランボス、マイケル・フォーテス、ウォーレ・ナウタ、デイビッド・ウィットロックがスタッフを務める神経科学研究グループに参加した。 ^{[2] : 381}

1954年、パール氏はニューヨーク州立大学シラキュース校医学部（現在のニューヨーク州立大学アップステート医科大学）の教授職に就き、そこで交差脊髄反射を研究しただけでなく、C線維求心性線維の活動と脊髄への投射に対する関心を新たにした。

パール氏は1957年にニューヨーク州立大学シラキュース校を離れ、当時神経生理学者カールトン・C・ハント氏が率いていたユタ大学生理学部に加わった。ユタ大学でのパール氏の研究は、脊髄視床体性感覚経路と一次求心性ニューロンと脊髄後索核との相互作用に焦点を当てていた。

1962年から1年間、パールはフランスのトゥールーズにある医学部のイヴ・ラポルトの研究室で過ごした。ヨーロッパ滞在中に、フランスの神経生理学者ポール・ベッソウ、アルベール・フェサール、デニス・アルベ・フェサール、ピエール・ビュザー、ジャン＝マリー・ベッソン、ハンガリーの神経解剖学者ヤーノシュ（ジョン）・セントーゴタイ、ミクローシュ・レテリと会い、観察することができた。エディンバラ大学の神経生理学者エインズリー・イッゴを訪問したことは、パールがC線維の電気活動を記録する専門知識を得る上で非常に重要であった。彼はその後数十年にわたり、ヨーロッパの同僚との共同研究を行うためにフランスへの渡航を繰り返した。^{[2] : 388–391 passim}

1963年にパール氏がユタ大学に戻ったことで、一次求心性ニューロンに関する研究の関心が始まり、それが痛覚受容器に焦点を当てるようになった。ポール・ベッソー氏がパール氏の研究室を訪れ、二人は機械受容一次求心性ニューロンの活動を記録し、その薄く有髄の求心性線維は非侵害性の機械的刺激に反応した。^{[4]当時大学院生だったポール・リチャーズ・バージェス氏と行ったネコを使った先駆的な実験では、侵害性（}痛覚性）機械的刺激 にのみ反応する薄く有髄の一次求心性線維の存在が実証された。 ^{[5]バージェス氏とパール氏（1967年）は、}チャールズ・シェリントン氏が1906年に作った用語「痛覚受容器」を使って、この高閾値機械受容器のクラスを詳細に説明し、これらのニューロンを識別した。^[6]バージェスとパールの研究は、組織損傷を引き起こす刺激を感知し、その損傷に関する情報を中枢に伝達する一次求心性ニューロンである痛覚受容器の大規模なサンプルを初めて徹底的に文書化したものだ。 ^{[5] （エインズリー・イゴによる以前の研究では、現在では}Cポリモーダル痛覚受容器 であると理解されている一次求心性線維の小規模なサンプルが提供されていた。^[7]）

パール氏はこれらの研究を霊長類にまで広げ、リスザルに高閾値機械受容器が存在することを示した。 ^[8] ベッソウ氏とのさらなる実験では、有髄および無髄の侵害受容器の複雑さが明らかになっただけでなく、さまざまな有害刺激に反応するCポリモーダル侵害受容器の存在と特性が徹底的に文書化された。^{[5] [9]} その後、1970年代後半（パール氏がノースカロライナ大学に移った後）にパール氏の研究室でローレンス・クルーガー氏とマチウス・「スキップ」・J・セディベック氏と行った実験では、ネコの皮膚高閾値機械受容器（侵害受容器）の末梢終末の微細構造が調べられた。^[10] ノースカロライナ大学でのこの研究と並行して、パール氏と同僚らは、覚醒した人間のボランティアにおける個々の皮膚侵害受容器の刺激が、被験者によってどのように経験されるかを相関させようとした。研究の結果、特定された痛覚受容器の活性化と人間の主観的な痛みの経験との間に関連性があることが証明されました。 ^[11]

ユタ大学在学中、パール博士と当時ポスドク研究員だったバージェス・クリステンセンは、脊髄背角の辺縁帯（第 1 層）に、末梢からのさまざまな種類の有害および無害刺激に反応するニューロンが含まれていることを突き止めました。^{[5] [12]} 1960 年代後半から 1970 年代半ばにかけて熊澤隆雄博士らが行った実験では、以前に猫で見られていた無髄一次求心性線維とその中枢投射がサルの観察でも確認されました。^{[13] [14] [15]} これらの研究により、浅背角の領域が末梢から受け取った侵害受容情報と非侵害受容情報の統合場所として機能していることが明らかになりました。

パール氏は、1971年にユタ大学を離れてノースカロライナ大学生理学部長になった後もこの研究を続けた。1970年代半ばには、アラン・R・ライト氏、ミクローシュ・レセリ氏、ダニエル・トレヴィーノ氏がパール氏の研究室に加わり、薄髄化した一次求心性ニューロンの中枢終末をさらに詳しく地図化し、そのシナプス形態を研究し、これらの線維の活動に反応する脊髄後角のニューロンを特徴づけた。^{[16] [17] [18] [19] [20]} 方法論的な力作として、パール氏は1980年代半ばに杉浦康夫氏、リー・チョン氏と共同で、無髄C線維を生理学的に特徴づけ、（インゲンマメの白血球凝集素を用いて）標識した。これらの研究により、皮膚刺激に対する異なる反応プロファイルを示す無髄求心性神経の中枢終末パターンの機能的構成が初めて明らかになった。^[21] 1980年代初頭にクリストファー・ホンダ、ジークフリート・メンゼ、パールが行った実験では、ネコの視床の特定領域に位置するニューロンが後肢の皮膚の有害刺激に反応することが実証された。^[22] 全体として、1970年代から1980年代にかけてパール研究室で行われた研究は、脊髄と脳への体性感覚（主に痛覚）入力の特定のパターンを明らかにするのに役立ち、末梢からの有害刺激の処理に特化した回路の基礎を確立した。

パール研究室での過去数十年間の研究は、主に脊髄の浅背角の機能的組織の特徴づけと、これらの領域内に位置する脊髄ニューロンが互いに相互作用して末梢から生じる信号を処理する仕組みを理解することに費やされた。これらの実験では、さまざまな種類の一次求心性入力に反応するニューロンを記録し、これらの機能的特徴を問題の脊髄ニューロンの形態学的特徴と相関させた。この研究は、ティモシー・グルットとパールが機能的に特徴づけられた脊髄ニューロンを形態学的特徴と背角内の位置に基づいて体系的に分類することにつながった。^[23] ヤン・ルーとジホン・ジェンとの実験は、脊髄ニューロン間の接続と、末梢からの求心性入力がこれらの接続によってどのように調整されるかをよりよく理解することを目的としていた。^{[24] [25] [26]アダム・ハントマンとパールの実験は、}トランスジェニックマウスの脊髄膠質における緑色蛍光タンパク質（GFP）を発現するニューロン のユニークで均質な集団に焦点を当てた。ハントマンとパールはこれらのニューロンを生理学的に特徴づけ、それらが本質的に抑制性であり、 C線維範囲の上限の伝導速度を持つ無髄求心性神経にのみ反応することを示した。彼らはまた、これらのGFP発現ニューロンが膠質内の他の種類のニューロンと非常に特異的に結合することを実証した。^{[27] [28]}

神経生理学者ラルフ・W・ジェラードの提案により、神経科学協会を設立し、パールは1969年に神経科学者の仲間の委員会の議長を務めた。その目的は、新設の協会の機能の基礎を築くことだった。パールは創設メンバーとして会長に選出されたが、代表会員によって民主的に会長が選出されるまで、会長代行（1969-1970年）の肩書きを引き受けることを選んだ。パールは、研究室で活動している若い研究者を引き付けることが協会にとって重要だと感じていた。^{[2] : 399  [29]}

神経科学への貢献が認められ、パール氏は1991年に痛みに関する優れた研究に対してブリストル・マイヤーズスクイブ賞、1998年にラルフ・W・ジェラルド神経科学賞を受賞しました。^{[30] 1992年には}アメリカ芸術科学アカデミー のフェローに選出されました。

2000年にパール博士は、傑出した発見や画期的な洞察を通じて神経科学に多大な貢献をした研究者に毎年贈られる国家賞を設立した。パール博士は、パール-UNC神経科学賞を設立するにあたり、「この賞はノースカロライナ大学が私に与えてくれた機会に感謝の意を表するものである」と述べ、さらに、この賞は同大学の神経科学研究プログラムの強さを讃えるものとなるだろうと述べた。^[31] 2014年現在、パール-UNC賞受賞者6名が、生理学・医学賞（リンダ・バック、リチャード・アクセル、メイブリット・モーザー、エドヴァルド・モーザー）または化学賞（ロジャー・ツィエン、ロデリック・マッキノン）のいずれかでノーベル賞を受賞している。

• エドワード・パール。エドワード・R・パール 著『自伝に見る神経科学の歴史』第3巻。ラリー・R・スクワイア編。サンディエゴ：アカデミック・プレス、2001年。366～413頁。
• エドワード・R・パール「痛みについての考え方、歴史的視点」ネイチャーレビュー神経科学8:71-80、2007年。
• エドワード・パール。「痛みのメカニズム：概念と問題に関する解説」神経生物学の進歩94：20-38、2011年。

• Neurotree の Edward R. Perl のエントリ。
• UNC 神経科学センターの Perl-UNC 賞。