ケネス・スチュワート・コール

ケネス・スチュワート・コール
生まれる	( 1900-07-10 )1900年7月10日 ニューヨーク州イサカ
死亡	1984年4月18日(1984-04-18)（享年83歳） カリフォルニア州ラホヤ
母校	オバリン大学 コーネル大学
知られている	コール・コール方程式 電圧クランプ
配偶者	エリザベス・エヴァンス・ロバーツ
子供たち	2
受賞歴	ForMemRS (1972) アメリカ国家科学賞(1967) グッゲンハイムフェローシップ(1941)
科学者としてのキャリア
フィールド	生物物理学

ケネス・スチュワート・コール（1900年7月10日 - 1984年4月18日）は、アメリカの生物物理学者であり、同僚からは「物理学を生物学に応用した先駆者」と評された。^[1]コールは1967年にアメリカ国家科学賞を受賞した。 ^{[2] [3]}

彼は1900年7月10日、ニューヨーク州イサカで、コーネル大学のラテン語講師チャールズ・ネルソン・コールとメイベル・スチュワートの子として生まれた。ケネスにはロバート・H・コールという弟がいた [Wikidata]。年齢がかなり離れていたにもかかわらず、ケネスは生涯を通じてとても親密な関係を保っていた。2人は1936年から1942年にかけて4本の論文を共同執筆した。^[4]

1902年、父親がオバーリン大学に赴任したため、家族はオハイオ州オバーリンに引っ越した。父親は後に学部長となった。母親も学部長だった。コールは1922年にオバーリン大学を卒業し、1926年にコーネル大学でフロイド・K・リヒトマイヤーの指導のもと物理学の博士号を取得した。コールは夏季にニューヨーク州スケネクタディのゼネラル・エレクトリック研究所で働いた。

1932年、コールは弁護士のエリザベス・エヴァンス・ロバーツと結婚した。その後、彼女の仕事は主に公民権に関するものとなり、1957年に米国公民権委員会の職員となった^[4]。

ケネスは1937年にコロンビア大学の職員となり、1946年までそこに留まりました。彼はまた、長老派教会病院、プリンストン大学およびシカゴ大学のグッゲンハイム高等研究財団にも関わっていました。

1949年から1954年まで、メリーランド州ベセスダの海軍医学研究所の技術ディレクターを務め、1954年に国立神経疾患・失明研究所の生物物理学研究室長に就任した。

彼は、後に1963年にアラン・L・ホジキンとアンドリュー・F・ハクスリーにノーベル賞をもたらすことになる神経伝達の「ナトリウム理論」につながる進歩を成し遂げた。コールは1931年にアメリカ物理学会フェローに選出され、^[5] 1956年に米国科学アカデミー会員、 ^[6] 1964年にアメリカ芸術科学アカデミーフェローに選ばれた。 ^{[7] 1967年にアメリカ}国家科学賞を受賞した。受賞の表彰状には「その結果、我々は神経系の機能についてはるかに多くのことを知っている」と書かれている。1972年にロンドン王立協会の会員になった。生物物理学会は細胞膜を研究する科学者にケネス・S・コールメダルを授与している。

1980年にサンディエゴのスクリップス海洋研究所の神経科学部門の非常勤教授となった。彼には息子のロジャー・ブレイリー・コールと娘のサラ・ロバーツ・コールがいた。

彼は1984年4月18日にカリフォルニア州ラホヤで亡くなった。^[2]

組織は、抵抗特性と容量特性を持つ電気回路としてモデル化できます。

その分散と吸収は次の実験式で表されます。

${\displaystyle \epsilon ^{*}-\epsilon _{\infty }={\dfrac {\epsilon _{0}-\epsilon _{\infty }}{1+(i\omega \tau _{0})^{1-\alpha }}}}$

この式では、 は複素誘電率、は「静的」および「無限周波数」誘電率、周波数の積、および は一般化された緩和時間です。パラメータは0 から 1 の間の値を取ることができ、前者の値は極性誘電体の Debye の結果を与えます。この式では、複素平面における誘電率の軌跡が、実数軸上に端点があり、軸の下に中心がある円弧である必要があります。 ${\displaystyle \epsilon^{*}}$${\displaystyle {\epsilon _{0}}}$${\displaystyle \epsilon _{\infty }}$${\displaystyle \omega =2\pi }$${\displaystyle \tau_{0}}$${\displaystyle \alpha}$

Cole-Cole モデルは測定データの経験的モデルであることは強調する価値があります。このモデルは過去 60 年間にわたり、さまざまな組織に適用されてきましたが、測定されている現象の根本的な原因に関する情報は提供していません。

文献のいくつかの参考文献では、複素誘電率の代わりにインピーダンスで書かれたコール方程式の形が使用されています。^[8]インピーダンスは次のように表されます。 ${\displaystyle Z}$

${\displaystyle Z=R_{\infty }+{\frac {R_{0}-R_{\infty }}{1+({\tfrac {jf}{f_{c}}})^{1-\alpha }}}}$

ここで、 および はそれぞれゼロ周波数 (つまり DC) と無限大での抵抗です。は特性周波数と呼ばれることがよくあります。 特性周波数は、複素誘電率で解析を行った場合と同じではありません。 上記の式は、抵抗がコンデンサと直列に接続され、この組み合わせが抵抗と並列に接続されている回路で簡単に解釈できます。 この場合、 および です。 はによって与えられることが示されます。 ${\displaystyle R_{0}}$${\displaystyle R_{\infty}}$${\displaystyle f_{c}}$${\displaystyle S}$${\displaystyle C}$${\displaystyle R}$${\displaystyle R_{0}=R}$${\displaystyle R_{\infty }\ ={\tfrac {RS}{R+S}}}$${\displaystyle f_{c}}$${\displaystyle f_{c}={\tfrac {1}{2\pi C(R+S)}}}$

1930年代から1940年代にかけての一連の論文で、彼はニテラ^[9] 、カエルの卵^[10] 、そして最も有名なイカの巨大軸索^{[11] [12]}などの生体組織の電気的特性を実験的に研究した。

^[11]の図4は、生物物理学の芸術的表現として使用されることがあります。また、90度回転した図は、スウェーデンのアパートに現代アートとして登場しました。^[13]

• 活動電位
• ケーブル理論
• 樹状突起

• コール、KS 1928. 球体懸濁液の電気インピーダンス。一般生理学ジャーナル PMID  19872446
• コール、KS 1979。主に膜。生理学年次レビュー41：1-23 PMID  373584
• コール、KS、RHコール。1941年。誘電体の分散と吸収。J. Chem. Phys. 9:341-351 [1]
• Cole, KS、Baker, RF 1941. イカの巨大軸索の縦方向インピーダンス。J. Gen. Physiol. 24:771-788 (膜のインダクタンス)

• 米国科学アカデミー伝記