エメリー・N・ブラウン

エメリー・ニール・ブラウン（1957年生まれ）^[1]は、アメリカの統計学者、計算神経科学者、麻酔科医である。ハーバード大学医学部およびマサチューセッツ総合病院（MGH）のウォーレン・M・ザポル麻酔科教授であり、 MGHの麻酔科医として活躍している。MITではエドワード・フッド・タプリン医療工学教授、計算神経科学教授、医療工学科学研究所副所長、ハーバード-MIT健康科学技術プログラムの所長を務めている。

2015年、ブラウンは記憶の符号化と麻酔時の脳の状態のモデル化を理解するための神経信号処理アルゴリズムの開発により、全米技術アカデミーの会員に選出された。ブラウンは、全米科学アカデミー、工学アカデミー、医学アカデミーの3つの部門すべてに選出されたわずか19人のうちの1人であり、全米科学アカデミーの3つの部門すべてに選出された初のアフリカ系アメリカ人、初の麻酔科医でもある。^{[2] [3] [4] [5] [6]}

2020年に、彼は理論および計算神経科学に関するシュワルツ賞を受賞しました。2022年には、理論神経科学者のラリー・アボット、テレンス・セジュスキー、ハイム・ソンポリンスキーとともにグルーバー神経科学賞を受賞しました。

ブラウンはフロリダ州オカラで生まれ育ち、フェッセンデン小学校、中学校、オセオラ中学校、ノースマリオン高校に通った。エクセターの高校4年生の2学期を海外留学プログラムでスペインのバルセロナでスペイン語を学んだ後、1​​974年にニューハンプシャー州エクセターのフィリップス・エクセター・アカデミーを卒業した。^{[7] 1978年、}ハーバード大学で応用数学の学士号（優秀な成績）を取得した。^{[3] [7]卒業後、ブラウンは国際}ロータリー財団フェローシップを獲得し、フランスのグルノーブルにあるフーリエ純粋数学研究所で数学を学んだ。^[7]

グルノーブルから帰国後、ハーバード大学医学部医学博士課程に入学。1984年にハーバード大学で統計学の修士号を、1988年に統計学の博士号をそれぞれ取得した。1987年にハーバード大学医学部で優秀な成績で医学博士号を取得した。^[3]

ブラウンは1989年にブリガム・アンド・ウィメンズ病院で内科の研修を修了し、1992年にはブリガム・アンド・ウィメンズ病院で内分泌学の研究フェローシップを修了し、1992年にはMGHで麻酔科の研修を修了した。1992年、ブラウンはMGHの麻酔科のスタッフとハーバード大学医学部の教授に加わった。2005年にはマサチューセッツ工科大学の教授に加わった。^[7]

現在、ブラウンはハーバード大学医学部のウォーレン・M・ザポル麻酔科教授、MITの医用工学・科学研究所のエドワード・フッド・タプリン医用工学教授、MITの計算神経科学教授を務めている。^[3]教授職に加え、ブラウンはマサチューセッツ工科大学の神経科学統計研究所所長、ハーバード-MIT健康科学技術部門の共同所長、MITの医用工学・科学研究所の副所長も務めている。^[3]ブラウンはMGHで麻酔科医としても働いている。^[4]

ブラウンは計算神経科学と麻酔学の分野で幅広い論文を発表している。^[8]ブラウンは現在MGHとMITの神経科学統計研究所の主任研究員であり、そこで研究を行っている。^[9]

ブラウンは、定常ルーチン、フリーランニング、強制非同期プロトコルで記録された体温データから、人間の概日リズム（体内時計）の特性を特徴付ける統計的手法を開発した。ブラウンはキャリアの初期を通じて、概日リズム研究者と協力し、概日リズム生理学における基本的な研究課題に答えるために自身の手法を適用した。ブラウンの統計的手法は、以下の点で非常に重要であった。継続的な体温測定から人間の概日時計の周期と体内時計を正確に推定すること。^{[10] [11]}明るい光を使って人間の概日時計の位相をずらすことができること、^[12]適切なタイミングで明暗をコントロールすることで、交代勤務者の体内時計を外部時間と再調整できること、^[13]当時の考えに反して、人間の体内時計の周期は他の動物と同様に 25 時間ではなく 24 時間に近いこと。^[14]

ブラウンはその後、神経データ分析のための信号処理アルゴリズムと統計的手法の開発に統計研究の焦点を当てました。彼は、神経系が情報の動的表現を維持する方法を研究するために、状態空間点過程（SSPP）パラダイムを開発しました。^[15]多変量または単変量点過程（連続時間で発生する0-1イベント）として表される神経スパイク活動とバイナリ行動タスクの分析のために、彼の研究は、連続値の時系列観測に一般的に適用されるカルマンフィルタ、カルマン平滑化、逐次モンテカルロアルゴリズム、および状態とパラメータ推定の組み合わせアルゴリズムの類似物を生み出しました。

ブラウンは、この方法を用いて、げっ歯類の海馬のニューロン集団が動物の空間位置を非常に正確に表現していることを示しました。^[16]神経受容野の形成をミリ秒の時間スケールで追跡しました。^{[17] [18] [19]}学習実験中に神経活動と行動の同時変化を追跡しました。^[20]運動ニューロンのグループが運動情報をどのように表現しているかを解読しました。^[21]全身麻酔下の患者のバースト抑制を追跡しました。^[22]

ブラウンは状態空間パラダイムを、行動神経科学実験における学習の分析、^{[23] [24] [25]}人間の学習と海馬機能の変化の関係の研究、^[26]人間と非ヒト霊長類の行動パフォーマンスを向上させる深部脳刺激の有効性の評価、^[27]プロポフォール誘発全身麻酔下での意識レベルの変化の正確な定義に応用しました。^[28]

ブラウンは、2002年から2006年まで、マサチューセッツ州ウッズホールの海洋生物学研究所で、パーサ・ミトラとともにニューロインフォマティクス夏期講座を共同設立し、共同ディレクターを務めた。また、ロバート・カスとともに、カーネギーメロン大学認知神経基盤センターで隔年開催される神経データ統計分析会議を共同ディレクターとして指導している。^{[29] [30]}ロバート・カス、ユリ・エデンとともに、神経科学データ分析の教科書を共著している。^[31]

全身麻酔の謎を解明することは、現代医学が直面しているもう一つの大きな問題です。^[5] 2004年、ブラウンは麻酔作用のメカニズムを研究するためのシステム神経科学研究プログラムを開始し、MGH、MIT、ボストン大学の麻酔科医、神経科学者、統計学者、脳神経外科医、神経科医、生物工学者、数学者による学際的なコラボレーションを形成し、主導しました。^[32] 2007年、彼はこの研究を支援するためにNIHディレクターのパイオニア賞を受賞し、この賞を受賞した最初の麻酔科医および統計学者となりました。^[33]彼の麻酔学研究は、全身麻酔の神経生理学を理解する上で基本的な理論的および実験的貢献をしました。2つの独創的な論文で、^{[34] [35]}ブラウンは、麻酔薬が特定の神経回路の特定の受容体に作用して、一般的に観察される覚醒状態の変化を引き起こす仕組みに関する最初のシステム神経科学分析を提供しました。この分析は、麻酔作用の分子薬理学に関する膨大な研究と麻酔患者によく見られる行動反応との間に、欠落していた重要なつながりを示した。ブラウンはまた、一般的な定説に反して、全身麻酔は睡眠ではなく、むしろ可逆的な昏睡状態であることを示している。^[34]

ブラウンの研究グループは、麻酔薬が意識喪失を引き起こす仕組みについて詳細な知見を提供している。全身麻酔では脳が遮断されるわけではない。麻酔薬は脳の主要部位間で高度に構造化された振動を誘発する。標準的な脳波 (EEG) 記録で容易に観察できるこれらの振動は、部位間の正常なコミュニケーションを阻害することで覚醒を変化させる。これは、てんかん患者が発作の規則的で過同期的な振動の出現とともに意識を失うときに起こることと類似している。麻酔薬誘発性の振動は、電話回線のハム音によって通常の会話が維持できなくなるときに起こることにも似ている。^{[34] [35]}

ブラウンは、特にプロポフォールによる麻酔の特性について多くの研究を行ってきました。彼は、プロポフォールによる無意識状態は、2 つの異なる振動プロセスによって同時に媒介されていることを発見しました。1 つ目は、皮質と視床の間の強いコヒーレントなアルファ振動 (1 秒あたり 8 ～ 10 サイクル) であり (26–28)、2 つ目は、強いインコヒーレントな皮質の徐波振動 (1 秒あたり 1 サイクル未満) です。^{[36] [37] [38]}アルファ振動は、視床と皮質の間のコミュニケーションを阻害します。徐波は、皮質ニューロンが放電できる時間を狭い時間間隔に制限するため、皮質内でのコミュニケーションの持続が困難になります。^[37]さらに、各麻酔薬には、異なる神経回路のメカニズムと作用を反映した異なる EEG シグネチャがあります。これらのシグネチャは、年齢と麻酔量によって変化します。^{[39] [40]}この発見の実際的な意味は、脳波をリアルタイムで使用して患者の麻酔状態を正確に監視できることである。ブラウンのグループは、このモニタリング方法について麻酔科医を訓練するためのオンライン教育プログラムを開発した。^[41]

ブラウンらは、全身麻酔後の患者の覚醒に関する新たなパラダイムを確立している。彼らは、メチルフェニデート（リタリン）^[42]の投与またはドーパミン作動系の活性化によって、麻酔状態を急速に回復できることを示した。^[43]これは、麻酔および鎮静後の患者の認知機能を積極的に回復させる新しい実行可能な方法を示唆している。彼らは、このアイデアをヒトでテストするための臨床試験を行うことをFDAから承認されている（NCT 02051452）。^{[44] [45] [46]}彼らはまた、深い全身麻酔、低体温、昏睡、発達性脳障害で見られる脳の著しい不活性化状態であるバースト抑制が、統一的な神経代謝モデルによって簡単に説明できることを示した。^[47]ブラウンらは、バースト抑制を正確に制御して、治療目的の医学的に誘発された昏睡を維持できることも示した。この研究では、彼のSSPPパラダイムに基づいた閉ループ制御システムを使用しています。^{[48] [49]これは、}ギャビー・ギフォーズ、マイケル・シューマッカー、マララ・ユスフザイ、ジョー​​ン・リバーズなど、脳損傷を負ったり頭蓋内圧亢進症を患い、脳の回復を促すために医学的に誘発された昏睡を必要とする患者の治療に重要な意味を持つ可能性があります。

ブラウンの麻酔学研究は、ナショナル・パブリック・ラジオ^[50]、 [サイエンティフィック・アメリカン] 、^[51]、 MITテクノロジーレビュー^[5] 、 [ニューヨーク・タイムズ] ^[52]、TEDMED ^[53] 2014で取り上げられました。

ブラウンは数多くの国家委員会や諮問委員会に所属している。最近ではNIH BRAIN Initiativeワーキンググループに所属していた。^[54]現在、彼はバロウズ・ウェルカム基金理事会^[55]、NSF数学物理科学諮問委員会^[56]、NIH評議会^[57]、国際麻酔研究協会評議員会^[58] 、 CURE Epilepsy科学諮問委員会^[59]、アメリカ芸術科学アカデミー理事会^{[60]のメンバーを務めている。}

ブラウンは、これまでのキャリアを通じて、ロバート・ウッド・ジョンソン少数派医学教員育成フェローシップ^[61] 、 NSF少数派キャリア育成フェローシップ、国立精神衛生研究所独立科学者賞^[62] 、国立統計科学研究所の優れた学際研究に対するジェローム・サックス賞^[3] 、 NIH所長パイオニア賞^[3] 、 NIH所長変革研究賞^[3] 、グッゲンハイムフェローシップ^[3]、米国麻酔科学会優秀研究賞など、数多くの賞を受賞しています。^[3]ブラウンは、ブラックエンタープライズマガジンによってアメリカを代表する医師の一人として選ばれ^[63]、Get KonnectedのGK50ボストンのヘルスケアと生命科学における最も影響力のある有色人種50人の一人に選ばれました^[64] 。 2018年、ブラウンは神経データの統計分析と麻酔の研究でディクソン科学賞を受賞しました。カーネギーメロン大学の推薦者の一人であるロバートE.カス教授は、ブラウンは「神経データの統計分析の世界的専門家」であり、ブラウンの麻酔に関する研究は「この分野に真に変革をもたらした」と述べています。^{[65] [66]}

ブラウンは、アメリカ麻酔科学会のルイス・H・ライト記念講演^[67]、ジョン・W・セヴァリングハウスのトランスレーショナルサイエンス講演^[68]、数学科学研究所のメダリオン講演^{[69]など、いくつかの記念講演を行っています。}

ブラウンは、アメリカ医学生物工学協会、アメリカ統計学会、IEEE、アメリカ科学振興協会、アメリカ芸術科学アカデミーの会員である。ブラウンはフロリダ発明家の殿堂入りを果たした。^{[70]ブラウンは、全米アカデミーの3つの支部、すなわち全米}医学アカデミー、全米科学アカデミー、全米工学アカデミーのすべての会員である。^{[3] [62]}彼は、3つの支部すべてに選出された初のアフリカ系アメリカ人であり、初の麻酔科医である。^[71] 2019年、南カリフォルニア大学から名誉博士号を授与された。^[72] 2020年、理論および計算神経科学のシュワルツ賞を受賞した。^[73] 2022年、グルーバー神経科学賞を受賞した。^[74]

Scholia には Emery Brown (Q5370976) のプロフィールがあります。

• MIT の Emery N. Brown のプロフィールは、2019 年 10 月 23 日にWayback Machineにアーカイブされました。
• 神経科学統計研究室のホームページ
• エメリー・N・ブラウンの出版物