Ansager: Willkommen im Salk Institute Wo Heilung beginnt Podcast, in dem Wissenschaftler mit Ihren Gastgebern Allie Akmal und Brittany Fair über bahnbrechende Entdeckungen sprechen.
Allie Akmal: Willkommen bei Wo Heilung beginnt, Dr. Rusty Gage.
Rusty Gage: Danke. Schön, hier zu sein.
Allie Akmal: Sie sind Neurowissenschaftler, und viele Jahre lang schien es so, als ob Wissenschaftler dachten, dass das Gehirn keine neuen Neuronen erzeugt, sondern dass man mit all den Neuronen geboren wird, die man immer haben wird. Und dann gab es in den 1990er-Jahren einige ziemlich revolutionäre Arbeiten zu diesem Thema. Können Sie uns ein wenig darüber erzählen?
Rusty Gage: Ja. Tatsächlich machte ein Forscher des MIT bereits in den 1960er Jahren die Beobachtung, dass im Rattengehirn nach der Geburt neue Neuronen entstehen könnten. Es war ziemlich kontrovers und aufgrund der damals verwendeten Methoden konnte man nicht feststellen, ob … Der tatsächliche Zelltyp, der sich teilte, war etwas umstritten. Wir haben einige neue Methoden hinzugefügt, mit denen Sie definitiv zeigen können, dass bei einem Erwachsenen neue Neuronen entstehen können und um welche Art von Neuronen es sich dabei handelt.
Allie Akmal: Gage veröffentlichte seine bahnbrechende Arbeit zusammen mit schwedischen Mitarbeitern in der renommierten Fachzeitschrift Nature Medicine im Jahr 1998. Sie dokumentierten die Geburt neuer Neuronen in der Region des erwachsenen menschlichen Gehirns, dem sogenannten Gyrus dentatus, einem Teil des Hippocampus, der für Lernen und Gedächtnis wichtig ist.
Rusty Gage: Und dann haben wir gezeigt, dass sie nicht nur im Erwachsenenalter geboren wurden, sondern auch von Ihrer Umgebung beeinflusst wurden.
Allie Akmal: Wow.
Rusty Gage: So konnte man zum Beispiel die Anzahl neuer Neuronen, die in Ihrem Gehirn entstehen, durch sportliche Betätigung und körperliche Bewegung erhöhen und zeigte anschließend, dass die Durchblutung bestimmter Proteine im Blut, die die Gefäße in der Nähe dieser Zellen stimulierten, die Entstehung dieser Neuronen verursachte sich zu vermehren, zu wachsen und sich zu entwickeln. Seitdem haben Menschen herausgefunden, dass die Umgebung, in der wir leben, arbeiten und spielen, die Geschwindigkeit, mit der sich diese Zellen integrieren, auf sehr detaillierte Weise beeinflusst.
Rusty Gage: Endlich begannen wir ein wenig mehr darüber zu verstehen, wie sie funktionieren und was sie in unserer Umgebung bewirken, die eng miteinander verbunden sind. Im Jahr 2006 gab es eine bemerkenswerte Entdeckung einer Gruppe in Japan, bei der sie zeigten, dass man eine somatische Zelle wie einen Haufen Hautzellen aus dem Körper entnehmen, sie in einer Schale wachsen lassen und sie so manipulieren kann, dass sie zu embryonalen Stammzellen wird. und embryonale Stammzellen sind die primitivsten Zellen, aus denen sich alle unterschiedlichen Zelltypen im Körper entwickeln können.
Rusty Gage: Wir hatten bereits zuvor begonnen, mit embryonalen Zellen zu arbeiten, aber als wir das hatten, konnten wir personenspezifische Zellen herstellen und sie zur Bildung von Gehirnzellen anregen. Ich könnte also Ihre Zellen nehmen, sie umprogrammieren und sie dann in Ihre Gehirnzellen umwandeln und die Funktion Ihrer Gehirnzellen in einer Schale messen und quantifizieren.
Allie Akmal: Das ist erstaunlich.
Rusty Gage: Und das hat sich als eine Möglichkeit herausgestellt, menschliches Verhalten, menschliche Funktionen und Gehirnfunktionen auf eine Weise zu modellieren, an die wir noch nie zuvor gedacht hatten. In den letzten vier oder fünf Jahren tauchte die Idee oder Beobachtung auf, dass sich die Zellen, wenn man sie auf eine bestimmte Weise anhäuft, spontan zu Strukturen formen, die den dreidimensionalen Strukturen in unserem Gehirn sehr ähnlich sind.
Allie Akmal: Wow.
Rusty Gage: Jetzt haben wir also die Gelegenheit, nicht nur eine Monoschicht von Zellen zu haben, die interessante Dinge tun und sie autonom betrachten, sondern wir können jetzt auch dreidimensionale Strukturen erhalten, und das ist sehr aufregend.
Allie Akmal: Hier bezieht sich Gage auf Strukturen, die als Gehirnorganoide bezeichnet werden und der dreidimensionalen Natur des Gehirns mit einer Vielzahl von Zelltypen viel ähnlicher sind als eine flache Zellschicht in einer Schale. Diese Organoide revolutionieren die Art und Weise, wie Neurowissenschaftler die Gehirnentwicklung bei Krankheiten modellieren und sogar potenzielle Therapien testen können.
Allie Akmal: Stimmen all diese neuen Erkenntnisse und die neuen Tools, die online verfügbar sind, Sie optimistisch, was unsere Fähigkeit angeht, gesundheitliche Herausforderungen wie Alzheimer oder andere Arten von neurologischen Störungen zu bewältigen?
Rusty Gage: Ja. Eines der Dinge, die sich als Ergebnis der Entwicklung dieser Werkzeuge herauskristallisiert haben, und insbesondere, wenn wir weiterhin darüber für die Neurogenese sprechen, sind drei Studien, die dieses Jahr veröffentlicht wurden und die zeigen, dass es bei der Alzheimer-Krankheit zu einer Abnahme dieses Prozesses der Neurogenese kommt. und es passt gut zu einigen der frühen kognitiven Defizite, die man bei der Alzheimer-Krankheit sieht. Zum Beispiel die Fähigkeit, sich an vergangene Dinge zu erinnern oder eine gute Unterscheidung zwischen einer Person und einer anderen zu treffen. Es ähnelt sehr dem, woran diese neuen Neuronen im Hippocampus beteiligt sind.
Allie Akmal: Faszinierend.
Rusty Gage: Darüber hinaus wissen wir auch, dass der Hippocampus eine der Strukturen ist, die bei der Alzheimer-Krankheit als erstes betroffen ist. Das treibt also die Entwicklung neuer Technologien voran, nicht nur wegen des reinen Wissens darüber, wie diese funktioniert und der bemerkenswerten Tatsache, dass neue Neuronen geboren werden, sondern auch wegen der Beziehung zu Krankheiten.
Rusty Gage: Und in einem Fall besteht ein Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit. Gleichzeitig gilt dies aber auch für Krankheiten wie Depressionen und PTBS, bei denen es den Menschen schwerfällt, über einen bestimmten Reiz hinaus zu verallgemeinern, sodass ihnen etwas passiert, ihnen ein emotionales Ereignis widerfährt, sie das tun, was wir Beharrlichkeit nennen, oder die gleiche Reaktion zeigen über einen längeren Zeitraum hinweg auf denselben Reiz reagieren und nicht auf andere, neutralere Reize verallgemeinern.
Rusty Gage: Dies gilt insbesondere bei PTSD. Sie können sich den Fall vorstellen, dass es in einem Kriegsumfeld zu einer Bombenexplosion kommt und eine Person traumatisiert ist, aber Menschen mit einer posttraumatischen Belastungsstörung oft den Unterschied zwischen dem, was in der Vergangenheit passiert ist, und dem, was jetzt passiert, nicht erkennen können. So können selbst kleine Ereignisse oder kleine Geräusche sie auslösen, weil sie sich nicht verallgemeinert haben und sie sich nicht an die neue Umgebung anpassen konnten. Diese Krankheitssituationen sind also auch Treiber für Grundlagenwissen. Wir benötigen diese Informationen, um diese Krankheiten zu verstehen und natürlich Möglichkeiten zu finden, sie zu behandeln.
Allie Akmal: Wann haben Sie sich zum ersten Mal für das Gehirn interessiert oder wollten Sie Wissenschaftler werden? Ist eines zuerst passiert? Interessieren Sie sich eher für Naturwissenschaften im Allgemeinen und haben sich dann für die Neurowissenschaften interessiert, oder hat es mit den Neurowissenschaften angefangen?
Rusty Gage: Meine Schwester war Wissenschaftlerin, und als ich in der High School war, hatte ich eine Vorliebe für andere Dinge als die Wissenschaft, aber meine Schwester schickte mir ständig wissenschaftliche Bücher und ich interessierte mich für Philosophie, Geisteswissenschaften und Kunstgeschichte. Ich war Internatsschüler in Rom, Italien, und war von all dieser Kultur umgeben, und ich dachte, das sei die Richtung, in die ich gehen würde. Meine Schwester schickte mir das ganze Jahr über Bücher.
Rusty Gage: Als ich in meinem ersten Studienjahr aufs College ging, bekam ich einen Job in einem Labor, um etwas Geld zu verdienen, und hauptsächlich beschäftigte ich mich mit Programmieren. Und das war zu der Zeit, als wir diese Karten verwendeten, indem man die Karte eintippte und sie in den Computer einspeiste, der zur Durchführung unserer Experimente oder zur Analyse unserer Experimente in der Elektrophysiologie verwendet wurde. Aber das Labor, in dem ich arbeitete, obwohl ich mit der Computerarbeit beauftragt wurde, war ein neurowissenschaftliches Labor und es war tatsächlich ein Labor, das in demselben Bereich arbeitete, in dem ich jetzt arbeite, im Hippocampus, und in einigen befanden sie sich auch Lerngedächtnis. In gewisser Weise mache ich jetzt das Gleiche wie vor einigen Jahren, und seitdem mache ich dasselbe. Ich blieb während meiner gesamten Studienzeit im selben Labor und promovierte dann im Labor des Studenten des Mannes, bei dem ich als Student gearbeitet habe. Es ist also eine Art große Familie.
Allie Akmal: Uh-huh (bestätigend). Es gab also etwas an der Arbeit, das Sie einfach fasziniert hat? Ist das so passiert?
Rusty Gage: Ja, ich denke, das gehört dazu, aber mir hat auch die Gemeinschaft der Wissenschaftler gefallen, einfach die Idee, dass die Leute am Studieren und Lernen interessiert waren. Ich hatte zu Beginn meiner Karriere das Glück, in einem ziemlich großen und aktiven Labor zu sein, in dem es Leute in meinem Alter gab, aber auch Doktoranden und Postdoktoranden, großartige Mitarbeiter. Die Wissenschaft wurde wirklich zu mehr als nur … Es war kein Job. Es war wie eine Lebenseinstellung. Mir geht es jetzt genauso.
Allie Akmal: Sie gelten als engagierter Mentor und veranstalten alle paar Jahre Labortreffen mit Ihren Alumni aus der ganzen Welt. Könnten Sie uns etwas über Ihre Meinung zur Bedeutung von Mentoring und der Aufrechterhaltung dieser Verbindungen erzählen?
Rusty Gage: Ich muss zugeben, dass ich den Vorteil hatte, hervorragende Mentoren zu haben, und so habe ich von allen das Beste mitgenommen, was ich für das Beste hielt. Und eines der Dinge, die ich für sehr wichtig halte, ist, Zeit mit dem Auszubildenden zu verbringen, mit Ihrem Auszubildenden, um ihn wirklich kennenzulernen und herauszufinden, was seine Beweggründe sind, wo seine Stärken und wo seine Schwächen liegen – und dabei sehr ehrlich zu sein . Es muss eine echte Beziehung und Ehrlichkeit vorhanden sein und dann bei der Formulierung der Frage mitgeholfen werden. Aber es muss ihre Frage sein. Es muss ihre Idee sein und sie dann umsetzen lassen. Lassen Sie sie einige Fehler machen. Mein Stil besteht eher darin, Dinge anzuleiten und zu helfen, als die Details aufzuschreiben, welche Experimente durchgeführt werden sollen. Sie müssen lernen, dies zu tun, und die beste Art und Weise, Dinge zu lernen, besteht darin, sie selbst zu tun.
Rusty Gage: Das andere Merkmal ist, dass ich versuche, Leute dazu zu bringen, im Labor zusammenzuarbeiten, und ich habe ein relativ großes Labor, sodass die Leute über unterschiedliche Fachkenntnisse verfügen und durch die Zusammenarbeit ein schwierigeres Problem stellen können, weil sie unterschiedliche Dinge einbringen.
Allie Akmal: Manche Zuhörer wissen vielleicht nicht, dass Sie zwei Jobs haben. Sie leiten ein aktives Labor und sind seit einigen Jahren auch Präsident des Salk Institute. Und wie sehen Sie als Präsident die Zukunft der wissenschaftlichen Forschung bei Salk?
Rusty Gage: Nächstes Jahr ist der 60. Jahrestag des Salk Institute.
Allie Akmal: Wow.
Rusty Gage: Wir haben dies tatsächlich in den letzten Jahren geplant und darüber nachgedacht, darüber nachgedacht, wer wir in den nächsten 60 Jahren sein wollen und ob es Bereiche gibt, die wir abdecken möchten, die wir bisher noch nicht abgedeckt haben. Wollen wir in Zukunft eine Sache gegenüber einer anderen hervorheben? Und wir haben tatsächlich einige neue Ideen formuliert, Bereiche, die wir hervorheben werden, die wir in der Vergangenheit nicht hatten.
Rusty Gage: Aber ein paar Dinge kann ich Ihnen sagen. Einer davon ist, dass wir bei großen Projekten mehr als je zuvor zusammenarbeiten. So haben sich zum Beispiel die Einzelpersonen im Anlagenbereich zusammengetan, um Probleme im Zusammenhang mit dem Klimawandel anzugehen, und ich glaube, Joanne hat bereits zuvor in diesen Podcasts darüber gesprochen, dass sie durch die Zusammenarbeit ein Problem in Angriff nehmen konnten eine Art und Weise, die man als einzelnes Labor wirklich nicht schaffen könnte. Und dadurch bekommen sie dafür auch von außen jede Menge gute Unterstützung.
Rusty Gage: Ein weiterer Bereich, der in der Wissenschaft überall auf wachsendes Interesse stößt, ist das, was wir Bioinformatik oder Informationstheorie nennen. Aus dieser Idee geht hervor, dass wir einige neue Techniken entwickelt haben, die es uns ermöglichen, immer mehr Daten zu generieren. Und das gilt für jeden Bereich, in dem Sie viele Daten generieren können. Das ist nicht mehr der Engpass. Der Engpass besteht darin, wie man diese Daten analysiert, wie man die Daten in kleinere Pakete zerlegt, die überschaubar sind, und wie man dann Theorien rund um unser Verständnis dieser Bereiche aufstellt, damit wir aus dieser riesigen Datenmenge, die wir haben, mehr Bedeutung herausholen können.
Rusty Gage: Nun, das wird ein wichtiger Bereich für das Institut sein. Wir werden sogar einige neue Leute mit Fähigkeiten in den Bereichen Informatik, Mathematik und anderen Bereichen statistischer Kenntnisse einstellen. Wir haben vor etwa vier oder fünf Jahren versucht, in diesem Bereich mit der Einstellung von Mitarbeitern zu beginnen, und nennen es jetzt integrative Biologie. Wir haben also eine gute Gruppe und sie wächst. Es wird für das Institut immer wichtiger, aber wir werden es in Zukunft stärker betonen.
Rusty Gage: Jonas Salk hat uns wirklich geholfen, die flache Struktur zu schätzen. Wir haben also etwa 53 Fakultätsmitglieder und dennoch gibt es keine Abteilungen. Es gibt keinen Vorsitzenden von diesem oder jenem. Jeder leistet sozusagen seinen eigenen Beitrag und hilft den Nachwuchskräften auf ihrem Weg. Und eine andere Sache ist, dass Jonas wirklich das Gefühl hatte, dass das Institut eins ist und es nicht nur um die Fakultät geht. Es war das Personal, und ich erinnere mich, dass er herumlief und die Namen der Gärtner und des Personals kannte und wirklich erkannte, dass wir in dieser Sache alle zusammen waren und dass keine Gruppe wichtiger war als die andere, um zum Ende zu kommen.
Allie Akmal: Welchen Rat würden Sie angehenden Wissenschaftlern oder Institutionen oder Labors geben, die die Art von Top-Talenten anziehen möchten, die Sie im Laufe der Jahre anziehen konnten?
Rusty Gage: Nehmen wir es mal als eine Institution, die zum Beispiel versucht, neue Dozenten anzuziehen, um sie anzuziehen. Und der beste Weg, dies zu erreichen, ist natürlich, an der Institution den Ruf zu haben, nicht nur herausragende Forschung zu betreiben, sondern auch Unterstützung der Aktivitäten der Nachwuchskräfte. Und es braucht erfolgreiche Menschen in allen Phasen der Karriere, vom Anfang bis zur Mitte der Karriere, wo sie durchstarten, sogar bis zu dem Punkt, an dem sie vielleicht nicht mehr so produktiv und länger im Laboralltag sind, aber Sie leisten einen tiefergehenden, theoretischen Beitrag. Wir bezeichnen dies als den Bogen der Karriere eines Wissenschaftlers, in dem er am Anfang sehr hart arbeitet, aber nicht unbedingt sehr produktiv ist. Und dann lernen sie, es besser zu machen und werden in dieser Phase richtig produktiv.
Rusty Gage: Und gegen Ende der Karriere sind sie vielleicht nicht mehr so produktiv, aber ihr Beitrag ändert sich jetzt. Sie helfen und betreuen jüngere Menschen und helfen ihnen, weiterzukommen. Wir bei Salk haben dort eine wirklich große Chance, weil wir viele dieser leitenden Ermittler erst sehr spät in ihrer Karriere haben. Wir möchten, dass unsere Besten und Klügsten während ihrer gesamten Karriere bei uns bleiben und Teil einer großartigen Institution bleiben. Das gelingt uns und wir machen den Menschen klar, dass es viele Möglichkeiten gibt, einen Beitrag zu leisten.
Allie Akmal: In Ihrem Labor arbeiten viele Frauen, von leitenden Wissenschaftlerinnen über Postdoktorandinnen und Doktorandinnen bis hin zu Labortechnikerinnen. Ich glaube, Sie haben bereits darüber gesprochen, dass die Unterstützung von Frauen in der Wissenschaft ein weiterer Bereich ist, in dem Ihre Schwester Sie wirklich beeinflusst hat.
Rusty Gage: Sie war Entwicklungsbiologin und dann eigentlich in die Personalabteilung eingestiegen.
Allie Akmal: Oh.
Rusty Gage: Ja. Besonders interessierte sie jedoch, wie Frauen ermutigt werden könnten, in den Naturwissenschaften zu bleiben. Sie war also tatsächlich in der Ingenieurabteilung der University of Washington, Seattle, wo sie ein großes Programm hatte, das darauf abzielte, den Anteil weiblicher Doktoranden zu erhöhen. Und ihr wurde klar, dass es nicht nur darum ging, die Studierenden reinzuholen. Sie war eine der Gründerinnen dieser Gesellschaft für Frauen in der Wissenschaft, aber sie sagte: „Man muss Vorbilder haben.“
Rusty Gage: Also ließ sie die Schule unterrichten. Es ging nicht nur darum, einen Doktoranden einzustellen. Man muss Frauen in der Fakultät einstellen, damit die Studenten Vorbilder als Vorbilder haben, und so wurde der Prozentsatz der Fakultät erhöht. Das versuchen wir auch hier am Institut. Wir haben, glaube ich, einige ausgezeichnete Neueinstellungen vorgenommen, und ich denke, ein Teil davon ist, dass, wenn man gut einstellt und ausgewogener vorgeht, mehr Frauen kommen wollen, weil sie sehen, dass sie gefördert werden. Drei Neueinstellungen, Kay Tye, Dannie Engle und Sue Kaech, sind gewissermaßen Vorbilder dafür, was man sich als Fakultätsmitglieder im Institut auf diesen verschiedenen Ebenen wünschen würde.
Allie Akmal: Im Januar 2019 kam die Neurowissenschaftlerin Kay Tye als ordentliche Professorin zu Salk und die Krebsbiologin Dannielle Engle als Assistenzprofessorin. Susan Kaech ist eine Immunbiologin, die 2017 als ordentliche Professorin eingestellt wurde und außerdem als Direktorin des NOMIS Center in Salk fungiert.
Allie Akmal: Wenn wir jetzt den Gang wechseln: Was sind die Freuden und Herausforderungen, sowohl Präsident von Salk als auch Leiter eines geschäftigen Labors zu sein?
Rusty Gage: Eines hat es jedoch für mich getan: Meine Liebe zur Wissenschaft und meine Freude am Entdecken, Diskutieren und Lernen von Naturwissenschaften. Dadurch, dass ich ein Labor habe und Präsident bin, bin ich mir der Komplexität und Probleme im Alltag bewusst, die mit der Leitung eines Labors einhergehen, sodass ich als Präsident diese Bereiche und Probleme auf eine Art und Weise angehen kann Wenn ich nur Präsident wäre, würde ich es vielleicht nicht wirklich schätzen. Ich weiß zum Beispiel, wie wichtig es ist, eine sehr effektive Fördermittelabteilung zu haben. Ich denke, dass es auf persönlicher Ebene schwierig ist, die Zeit einzuteilen, und deshalb musste ich meine Reisen reduzieren, aber ich habe ein wirklich talentiertes Labor, das meine Präsidentschaft wirklich auf sehr ehrliche Weise unterstützt hat, also ist das kein Problem oder die Tatsache verbergen, dass Sie Präsident sind. Wir wissen, dass das stimmt. Wie können wir das umgehen? Deshalb treffen wir uns am Wochenende sowie samstags und sonntags, um uns die Zeit zu nehmen, einige der geschäftlichen Arbeiten zu erledigen, die wir im Labor erledigen müssen.
Allie Akmal: Wenn die Leute beruflich so beschäftigt sind, fallen oft als Erstes all die zusätzlichen persönlichen Dinge weg. Konnten Sie das Gleichgewicht halten?
Rusty Gage: Ja. Eigentlich bin und war ich mir schon immer sehr bewusst, wie wichtig körperliche Bewegung ist, und deshalb trainiere ich jeden Tag.
Allie Akmal: Oh, das ist toll.
Rusty Gage: Ich renne jeden Tag.
Allie Akmal: Wow.
Rusty Gage: Und ich habe jeden Tag oder mehrmals am Tag, eine Woche lang, mit Tony Hunter Squash gespielt. Wir haben es sehr lange gemacht und andere. Eine der Freuden der Arbeit am Salk Institute besteht darin, dass es sich wie eine integrierte Gruppe von Einzelpersonen anfühlt und die Fakultät die Rolle schätzt und versteht, die alle Mitarbeiter dabei spielen, diesen Ort zu einem bemerkenswerten Ort zu machen. Und man spürt den Respekt, der in beide Richtungen geht. Es gibt also Mitarbeiter und Administratoren, die gerne hier sind und die Mission des Instituts und der Fakultät unterstützen möchten, weil sie wissen, dass sie ihre Arbeit nicht tun könnten, wenn es nicht diese erstaunliche Infrastruktur gäbe, und das wollen wir fördern.
Rusty Gage: Einer von Jonas‘ Lieblingssprüchen oder unseren Lieblingssprüchen, die er uns vor Jahren gab, war: „Wir wollen sicherstellen, dass wir gute Vorfahren sind.“ Das bedeutet, dass Sie wollen, wie Sie sich jetzt verhalten, dass die Leute, die später kommen, sich bei uns für die Dinge bedanken, die wir getan haben, um sicherzustellen, dass das Institut das Beste ist, was es sein kann.
Allie Akmal: Vielen Dank, dass Sie dabei sind Wo Heilung beginnt.
Rusty Gage: Es war mir ein Vergnügen.
Ansager: Seien Sie das nächste Mal dabei und erfahren Sie mehr über die neueste Salk-Wissenschaft. Bei Salk arbeiten weltbekannte Wissenschaftler zusammen, um große, mutige Ideen zu erforschen, von Krebs bis Alzheimer, vom Altern bis zum Klimawandel. Wo Heilung beginnt ist eine Produktion des Office of Communications des Salk Institute.