ジェラルド・エデルマン

ジェラルド・エデルマン
生まれる	ジェラルド・モーリス・エデルマン ( 1929-07-01 )1929年7月1日 ニューヨーク市、米国
死亡	2014年5月17日(2014-05-17)（享年84歳） 米国カリフォルニア州ラホヤ
教育	アーサイナス大学( BS ) ペンシルバニア大学( MD ) ロックフェラー大学( PhD )
配偶者	マキシン・M・モリソン ​ （ 1950年生まれ）
受賞歴	ノーベル生理学・医学賞（1972年）
科学者としてのキャリア
フィールド	免疫学 神経科学 心の哲学
博士課程の学生	ポール・デヴィッド・ゴットリーブ、オラフ・スポンズ

ジェラルド・モーリス・エーデルマン（/ ˈ ɛ d əl m ən / ; 1929年7月1日 - 2014年5月17日）は、アメリカの生物学者であり、ロドニー・ロバート・ポーターとともに免疫システムに関する研究で1972年のノーベル生理学・医学賞を共同受賞した。^[1] エーデルマンのノーベル賞受賞研究は、抗体分子の構造の発見に関するものであった。^[2] インタビューの中で、彼は、免疫システムの構成要素が個人の生涯にわたって進化する様子は、脳の構成要素が一生のうちに進化する様子に似ていると述べている。このように、ノーベル賞を受賞した免疫システムの研究と、その後の神経科学や心の哲学の研究の間には連続性がある。

ジェラルド・エデルマンは1929年^[3]にニューヨーク州クイーンズのオゾンパークで、ユダヤ人の両親、医師のエドワード・エデルマンと保険業界で働くアンナ（旧姓フリードマン）エデルマンの元に生まれた。 ^[4]彼は何年もバイオリンを学んだが、やがてコンサートバイオリニストとしてのキャリアを追求するために必要な内なる衝動が自分にはないことを認識し、代わりに医学研究の道に進むことを決意した。^[5]彼はニューヨークの公立学校に通い、ジョン・アダムズ高校を卒業し、^[6]その後アーサイナス大学に入学し、 1950年に優秀な成績で理学士号を取得して卒業した。彼は1954年にペンシルベニア大学医学部で医学博士号を取得した。 ^[4]

ジョンソン医療物理学財団で1年間勤務した後、エデルマンはマサチューセッツ総合病院の研修医となり、その後、アメリカ陸軍医療部隊に所属しながらフランスで医師として働いた。^[4] 1957年、エデルマンは大学院生研究員としてロックフェラー医学研究所に加わり、ヘンリー・クンケルの研究室で働き、 1960年に博士号を取得した。 ^[4]同研究所は彼を大学院研究科の副学部長（後に准学部長）に任命し、1966年に同校の教授となった。^{[4] 1992年に}カリフォルニアに移り、スクリプス研究所の神経生物学の教授となった。^[7]

ノーベル賞受賞後、エデルマンは、初期胚発生と神経系の形成と機能における細胞間相互作用に焦点を当て、特に細胞成長と多細胞生物の発達の制御など、主要な細胞プロセスの調節に関する研究を開始しました。これらの研究は、動物が形や体型を獲得し、神経系を構築するのに役立つ基本的なプロセスを導く細胞接着分子（CAM）の発見につながりました。この研究でなされた最も重要な発見の1つは、神経細胞接着分子の前駆遺伝子が、進化の過程で適応免疫の分子システム全体をもたらしたことです。^[8]

エデルマンはその功績により、アメリカ芸術科学アカデミー（1968年）とアメリカ哲学協会（1977年）の会員に選出された。 ^{[9] [10]}

陸軍に勤務していたパリで、エデルマンは抗体に興味を持つきっかけとなった本を読みました。^[11]彼は、その本には抗体についてほとんど何も書かれていなかったため、米国に戻ったらさらに詳しく調べようと決め、 1960年に物理化学を専攻して博士号を取得しました。 ^[11] 1960年代初頭のエデルマンと彼の同僚、そしてロドニー・ロバート・ポーターによる研究は、抗体の化学構造の理解において根本的な進歩をもたらし、さらなる研究への扉を開きました。^[12]この研究により、エデルマンとポーターは1972年にノーベル生理学・医学賞を共同受賞しました。 ^[1]

1972 年のノーベル賞プレスリリースで、カロリンスカ研究所はエデルマンとポーターの研究を大きな進歩として称賛しました。

エデルマンとポーターの発見がもたらした影響は、生物学的に特に重要な物質群の構造と作用機序を明確に示したことで説明できる。これによって彼らは、それまで免疫学にほとんど欠けていた、真に合理的な研究の確固たる基盤を築いた。彼らの発見は明らかに画期的なものであり、免疫学のあらゆる分野で世界中で即座に熱心な研究活動を引き起こし、臨床診断と治療に実用的な価値のある成果をもたらした。^[13]

エデルマンの抗体タンパク質の構造に関する初期の研究では、ジスルフィド結合がタンパク質サブユニットを結合していることが明らかになりました。^[2]抗体のタンパク質サブユニットには、大きい方の重鎖と小さい方の軽鎖の2種類があります。2つの軽鎖と2つの重鎖がジスルフィド結合によって結合し、機能的な抗体を形成します。

エデルマンは自身の研究と他の研究者の研究から得た実験データを用いて、抗体タンパク質の分子モデルを開発した。^[14]これらのモデルの重要な特徴は、抗体の抗原結合ドメイン（Fab）には軽タンパク質サブユニットと重タンパク質サブユニットの両方のアミノ酸が含まれているという考えであった。鎖間ジスルフィド結合は、抗原結合ドメインの2つの部分を結合させるのに役立つ。

エデルマンと彼の同僚は、臭化シアンとプロテアーゼを使用して抗体タンパク質サブユニットを小さな断片に断片化し、そのアミノ酸配列を決定できるように分析しました。^{[15] [16]}最初の完全な抗体配列が決定されたとき（1969年）^[17]、それはこれまでに決定された最大の完全なタンパク質配列でした。抗体タンパク質のアミノ酸配列が利用可能になったことで、体は類似した抗体定常領域と異なる抗体可変領域を持つ多くの異なる抗体タンパク質を生成できるという事実が認識されました。

トポバイオロジーは、形態形成は異種細胞集団間の異なる接着相互作用によって促進されると主張するエデルマンの理論であり、単一の細胞から複雑な多細胞生物が生まれる仕組みを説明します。1988 年にエデルマンが提唱したように、トポバイオロジーは分化した組織を形作り、維持するプロセスであり、異種細胞相互作用による細胞のエネルギー的に有利な分離によって獲得されます。

後年、エデルマンは意識の理論で知られ、技術書三部作と、一般向けに執筆された『Bright Air, Brilliant Fire』（1992年）^{[18] [19]} 『A Universe of Consciousness』（2001年、ジュリオ・トノーニとの共著）、『Wider than the Sky』（2004年）、『Second Nature: Brain Science and Human Knowledge』（2007年）などがある。

『セカンドネイチャー』の中で、エデルマンは人間の意識を次のように定義しています。

「…夢を見ない深い眠りに陥ったときに失われるもの…深い麻酔または昏睡状態…これらの状態から目覚めた後に回復するもの。さまざまな感覚反応で構成される単一のシーンの経験…記憶…状況認識…」

エデルマンの最初の専門書である『マインドフル・ブレイン』（1978年）^[20]は、環境に応じた神経ネットワークの可塑性という考えに基づく神経ダーウィニズムの理論を展開している。2冊目の『トポバイオロジー』（1988年）^[21]は、胎児の発達過程で新生児の脳の元々の神経ネットワークがどのように形成されるかという理論を提唱している。『思い出された現在』（1990年）^{[22]には、}意識の理論の詳細な説明が含まれている。

エデルマンは著書の中で、免疫システムの研究に基づいて意識の生物学的理論を提唱した。彼は明確にチャールズ・ダーウィンの自然選択説に理論の根拠を置いており、種内の個体変異が自然選択の基礎となり、最終的には新しい種の進化につながるというダーウィンの集団理論の主要教義を引用している。^[23]彼は明確に二元論を否定し、脳の機能をコンピューターの動作に例えるいわゆる「計算的」意識モデルなどの新しい仮説も却下した。エデルマンは、心と意識は脳内の複雑な細胞プロセスから生じる純粋に生物学的な現象であり、意識と知性の発達はダーウィンの理論で説明できると主張した。

エデルマンの理論は、意識を脳の形態の観点から説明しようとするものである。脳は膨大な数のニューロン（約 1,000億個の細胞）から成り、それぞれのニューロンは他のニューロンと膨大な数のシナプス結合をしている。発達の過程で、成長と発達の初期段階を生き残った結合のサブセットは、互いに約 100兆個の結合を形成する。マッチの頭ほどの大きさの脳組織のサンプルには約 10 億個の結合が含まれており、これらのニューロン結合がさまざまな組み合わせになる場合を考えると、可能な順列の数は 10 の後に数百万のゼロが続く超天文学的な数になる。 ^[24]若い脳には、最終的に成熟するまで生き残るよりもはるかに多くのニューロン結合が含まれており、エデルマンは、ニューロンは体内で再生できない唯一の細胞であり、ニューロングループに組織化される際に最終的な目的に最も適したネットワークのみが選択されるため、この冗長な容量が必要であると主張した。

エーデルマンの神経細胞群選択理論は「神経ダーウィニズム」としても知られ、発達的選択、経験的選択、再突入という 3 つの基本原則があります。

1. 発達選択- 脳の全体的な構造は遺伝的要因によって制御されますが、どの個人でも、シナプスレベルでのニューロン間の接続と機能的なニューロン グループへの組織化は、成長と発達の過程での体細胞選択によって決定されます。このプロセスにより、神経回路に多大な多様性が生まれます。指紋や虹彩のように、脳組織のどの比較領域においても、2 人の人間がまったく同じシナプス構造を持つことはありません。ニューロン グループは、高度な機能的可塑性と並外れた相互接続密度により、多くの複雑で適応性のある「モジュール」に自己組織化できます。これらは、通常、他のグループのニューロンよりも互いに密接に密接に接続された、多くの異なるタイプのニューロンで構成されています。
2. 経験的選択-- 脳の初期成長と発達に重なり合い、個人の生涯を通じて、ニューロン群の多様なレパートリー内でシナプス選択の継続的なプロセスが発生します。このプロセスは、ニューロン群間の接続を強化したり弱めたりすることがあり、脳の上行システムの活動から生じる価値信号によって制約されます。この価値信号は、成功した出力によって継続的に変更されます。経験的選択は、感覚器官、身体システム、および脳内の他のニューロン群からの複雑な時空間イベントを他の選択されたニューロン群に「マッピング」できる動的システムを生成します。エデルマンは、この動的な選択プロセスは、種の個体群に作用する選択プロセスと直接類似していると主張し、また、この機能的可塑性は不可欠であると指摘しています。なぜなら、ヒトゲノム全体の膨大なコーディング能力でさえ、発達中の脳の天文学的に複雑なシナプス構造を明示的に指定するのに十分ではないからです。^[25]
3. 再入 — ニューロングループ間の再入可能シグナル伝達の概念。彼は再入を、脳マップ間で並行して発生し、これらのマップを時間と空間で継続的に相互に関連付ける、進行中の再帰的な動的シグナル交換と定義しています (動画クリップ: エデルマンは再入可能接続を持つニューロン間の自発的なグループ形成を実証しています)。^[26]再入は、その動作を、ニューロングループ内およびニューロングループ間の大規模に並列な相互接続の複雑なネットワークに依存しており、これは上記の発達的および経験的選択のプロセスを通じて発生します。エデルマンは再入を「動物の脳に特有と思われる、進行中の高次選択の一形態」であり、「人間の脳ほど再入可能回路によって完全に区別される既知の宇宙の物体は他にない」と説明しています。

エデルマンとギャリーは、生物系における退化の普遍性と、退化が進化を促進する上で果たす基本的な役割を最初に指摘した人物である。 ^[27]

エデルマンは、1993年から2012年まで人間の高次脳機能の生物学的基礎を研究したサンディエゴの非営利研究センターである神経科学研究所を設立し、所長を務めた。彼は、世界知識対話プロジェクトの科学委員会に所属していた。^[28]

エデルマンは米国科学技術フェスティバルの諮問委員会のメンバーであった。 ^[29]

エデルマンは1950年にマキシン・M・モリソンと結婚した。^[4] 2人の間には2人の息子がおり、エリックはニューヨーク市で視覚芸術家として、デビッドはサンディエゴ大学で神経科学の非常勤教授として働いている。娘のジュディス・エデルマンはブルーグラスミュージシャン、^{[30] 、レコーディング}アーティスト、作家である。^{リチャード}・パワーズの『エコーメーカー』の登場人物がエデルマンに敬意を表したものかもしれないと指摘する^者もいる。

晩年、彼は前立腺がんとパーキンソン病を患った。^[31]エデルマンは2014年5月17日、カリフォルニア州ラホヤで84歳で亡くなった。^{[3] [32] [33]}

• 神経ダーウィニズム：神経細胞群選択の理論（ベーシックブックス、ニューヨーク、1987年）。ISBN 0-19-286089-5 
• トポバイオロジー：分子発生学入門（ベーシックブックス、1988年、再版1993年）ISBN 0-465-08653-5 
• 記憶された現在：意識の生物学的理論（ベーシックブックス、ニューヨーク、1990年）。ISBN 0-465-06910 -X 
• 明るい空気、輝く火：心の問題（ベーシックブックス、1992年、再版1993年）。ISBN 0-465-00764-3 
• 『The Brain』、エデルマンとジャン＝ピエール・シャンジュ編（Transaction Publishers、2000年）。ISBN 0-7658-0717-3 
• 意識の宇宙：物質が想像力になる方法、エデルマンとジュリオ・トノーニ共著（ベーシックブックス、2000年、再版2001年）。ISBN 0-465-01377-5 
• 空よりも広い：意識の驚異的な贈り物（イェール大学出版局 2004） ISBN 0-300-10229-1 
• セカンドネイチャー：脳科学と人間の知識（イェール大学出版 2006年）ISBN 0-300-12039-7 

• 生物学にヒントを得たコンピューティング
• 具現化された哲学
• 具体化された認知
• 再突入（神経回路）
• ノーベル賞受賞者リスト
• ユダヤ人ノーベル賞受賞者リスト

• スモリア、スティーブン W. (1994)、「GM エデルマンのレビュー (書評)」、ウィリアム J. クランシー、スティーブン W. スモリア、マーク ステフィク (編)、Contemplating minds: a forum for artificial intelligence、マサチューセッツ: マサチューセッツ工科大学、pp. 431–446、ISBN 978-0-262-53119-1、 2010年5月21日閲覧（もともとはArtificial Intelligence 39 (1989) 121–139に掲載されました。）

• ジェラルド・エデルマンがWeb Of Storiesで自身の人生を語る
• スクリプス研究所 - 教員: ジェラルド・エデルマン 2011年1月9日アーカイブ、Wayback Machineにて
• Nobelprize.org の Gerald M. Edelman
• 「脳の進化：ジェラルド・エデルマンは、最も適応力のあるニューロンだけが生き残ると語る」Discover Magazine 2007年 7 月号のインタビュー
• 「脳の医者：ジェラルド・エデルマン博士は精神的な道を歩む天才」 -サンディエゴ・ユダヤ人ジャーナル、 2007 年 10 月のプロフィール
• 「脳のダイナミクスから意識へ」2012年1月6日アーカイブ、Wayback Machine、ビデオ、IBMの認知コンピューティングに関する講義、2006年6月、現在非アクティブ
• ジェフリー・エプスタイン6世財団、2013年6月15日。
• エデルマン・ジェラルド・ノーベル賞受賞者 - ユダヤ人のノーベル賞受賞者、Beit Hatfutsot - ユダヤ人博物館のウェブサイトに掲載。