Ishmail Abdus-Saboor, Philadelphia'da büyüyen çocukluğundan beri doğal dünyanın çeşitliliğine hayran kaldı. Üçüncü sınıf öğretmeni Bay Moore'un rehberliğinde yaptığı doğa yürüyüşleri onu büyülemişti. "Yaban hayatıyla etkileşime geçmeli ve hayvanları kendi doğal ortamlarında görmeliyiz" diye hatırladı. Abdus-Saboor ayrıca üç katlı evine kedi, köpek, kertenkele, yılan ve kaplumbağalardan oluşan bir hayvanat bahçesi getirdi ve harçlığını kendisine kaplumbağaları öğreten bir dergi satın almak için biriktirdi. Yetişkinler ona büyüdüğünde ne olmak istediğini sorduğunda, "Bilim adamı olmak istediğimi söyledim" dedi. “Her zaman kaşlarımı kaldırdım.”

Abdus-Saboor bu hedeften sapmadı. Bugün o bir biyolojik bilimler doçenti Columbia Üniversitesi Mortimer B. Zuckerman Zihin Beyin Davranışı Enstitüsü'nde eğitim görüyor beyin nasıl belirler cilde dokunmanın acı verici mi yoksa zevkli mi olduğu. "Bu soru insan deneyimi için temel olsa da tatmin edici moleküler ayrıntılarla açıklamak hala kafa karıştırıcı" dedi. Derimiz en büyük duyu organımız ve çevremize giden önemli bir kanal olduğundan, kronik ağrıdan depresyona kadar birçok durumun tedavisine yönelik ipuçları barındırabilir.

Bu ipuçlarını bulmak için Abdus-Saboor, sinir sistemini cilt-beyin ekseni boyunca her bağlantı noktasında araştırıyor. Pek çok kişinin yaptığı gibi yalnızca cilde odaklanmıyor ya da yalnızca beyne odaklanmıyor. "Bu iki dünyayı birleştiriyoruz" dedi. Bu yaklaşımın iki takım teknikte ustalaşmayı, iki takım literatür okumayı ve iki takım bilimsel toplantıya katılmayı gerektirdiğini ekledi. "Bu bize benzersiz bir destek sağlıyor" dedi. Bu bir şeye yol açtı dönüm noktası kağıdı geçen yıl yayınlanan Hücre Zevkli bir dokunuş için tüm sinir devresini düzenleyen şey.

Abdus-Saboor aynı zamanda bir öncülük yapmıştır. ağrının yeni kantitatif ölçümü Farelerde, kendisinin ve ekibinin opioid bağımlılığının nesiller arası mirasına dair kanıt toplamak için uyarladığı bir araç. Kemirgenlerde elde ettiği sonuçlar, ebeveynlerin aşırı opioid kullanımının gen ifadesini, çocukları da aynı riske sokacak şekilde değiştirebileceğini ima ediyor.

Başarılarından dolayı çok sayıda ödüle layık görülen Abdus-Saboor, Howard Hughes Tıp Enstitüsü'nün açılış sınıfına seçildi. Freeman Hrabowski akademisyenleri geçen Mayıs. Ödül, laboratuvarları çeşitliliği ve katılımı teşvik eden, kariyerinin başındaki yükselen yıldız araştırmacılara on yıl içinde 8.6 milyon dolara kadar destek sağlıyor.

Kuantum Abdus-Saboor'la bilime yeniden başlama tutkusu, zebra balığı eureka anı ve yeni ithal edilen tüysüz köstebek faresi kolonisine dair umutları hakkında konuştu. Röportajlar özetlendi ve netlik sağlamak amacıyla düzenlendi.

Çocukluğunuzda bilime olan ilginizi aileniz destekledi mi?

Kesinlikle yaptılar. Onlara doğum günü hediyesi olarak hayvanlar almaya başlayacaktım çünkü onlardan ne kadar etkilendiğimi gördüler. Liseye hızlı ilerleyin. Dokuzuncu sınıftayken ailem, biyoloji onur ödülü için bir yıl boyunca yaptığım bilim fuarı projesi için evimizin üçüncü katını devralmama izin verdi. Her yerde yüzlerce kerevit vardı. Annem ve babam bilim adamı değiller ama bilimsel alandaki maceralarıma ve maceralarıma çok destek oldular.

Ebeveynlerin ne iş yapar?

Annem bir muhasebe firmasında mali işler müdürüdür. Babam emekli olmadan önce aktüerdi. Bu yüzden matematik eğilimini miras almış olabilirim. Bir hayvanın acısını tahmin etmek için, onun davranışsal özelliklerini okunması kolay tek bir ölçeğe sığdırmak amacıyla istatistiksel modelleme yapıyoruz. Babam bazı konuşmalarıma geldi ve biyoloji çoğu zaman başını aşan bir konu olmasına rağmen işimin matematik kısmı konusunda inanılmaz heyecanlanıyor.

Üniversite kariyerinizi nasıl şekillendirdi?

Tarihsel olarak siyahi bir kolej olan North Carolina A&T'ye gittim. Ben bu tür üniversitelere gitmiş bir insan soyundan geliyorum. Ailem Howard Üniversitesi'ne gitti. Teyzem de öyle. Bir amcam Virginia State'e, büyükbabam ise Lincoln Üniversitesi'ne gidiyordu. Bu üniversitelerden birine gitmekten başka seçeneğim var mıydı bilmiyorum.

Yine de bunun akıllıca bir karar olduğunu düşünüyorum. Bana benzeyen insanların gerçekten başarılı olduğunu görmek özgüvenimi artırdı. Ve üniversitenin kültürü rekabetçi değil besleyicidir. Öğretim üyeleri sizinle ilgileniyor. Öğrenciler birlikte çalışır ve birbirlerinin başarılı olduğunu görmek isterler.

Üniversitede araştırma yaptınız mı?

Evet. Araştırma deneyiminin önemli olduğunu biliyordum, bu yüzden kampüsteki ilk ayımda kapı kapı dolaşarak öğretim elemanlarından araştırma fırsatları istedim. Bir domuz çiftliğinde çalışmak üzere işe alındım. Komik çünkü domuz eti yemiyorum ama domuzların diyetindeki bir değişikliğin etlerinin tadını değiştirip değiştirmediğini araştırıyordum.

O zamanlar veteriner olma fikriyle flört ediyordum. İkinci yılımda veteriner hastanelerinde hayvanları kısırlaştırdım, kısırlaştırdım ve temizledim. İşte o zaman çocukken bilimle ilgili hissettiğim heyecanın orada olmadığını fark ettim. Ben bu işe aşık değildim.

Ancak üçüncü sınıftan son sınıfa kadar Pennsylvania Üniversitesi'nde moleküler biyoloji laboratuvarında çalıştım ve bir ampul yandı. "Vay canına, insanlar büyük fikirler düşünmek ve insan sağlığı açısından önemli sorunlara çözüm bulmaya çalışmak için para alıyorlar" diye düşündüm. Annemle babama şöyle dediğimi hatırlıyorum: “İşte bu. Doktora derecesi almak istiyorum. moleküler biyolojide."

Sizi zevk ve acıyı araştırmaya iten şey neydi?

Biraz dolambaçlı bir yoldu. Doktora derecemi aldım. Pensilvanya Üniversitesi'nde yuvarlak kurtlarda hücresel gelişimde rol oynayan moleküler bir yol üzerinde çalışıyor. Bu yoldaki proteinlere ait genler, insan kanserlerinin en az %30'unda mutasyona uğramaktadır. Çalışmam, bu yolların bir hücrenin temel tipini ve şeklini nasıl kontrol ettiğini gösterdi. O laboratuvarda bu yolu inceleyen ilk kişi bendim, bu yüzden sıfırdan pek çok araç geliştirmek zorunda kaldım. Kariyerim boyunca ana tema bu oldu: Yeni rotalar belirlemeyi seviyorum.

Ve planladığın bir sonraki kurs seni sinir bilimine götürdü. Neden?

Sinirbilim altın çağını yaşıyor gibi görünüyordu. Çeşitli disiplinlerden insanlar beyni incelemek için bir araya geliyordu ama sanki cevaplardan çok sorular varmış gibi görünüyordu, dolayısıyla benim de etki yaratabileceğim bir alan vardı. Kısmen mantıksal basitliği nedeniyle duyusal sinirbilime geçtim: Derideki reseptörler aktive oluyor ve bir dizi aktarımdan sonra bir şekilde beyinde algı elde ediliyor. Duyusal sistemlerden dokunma en az çalışılanıdır. Büyük sorulardan bazıları hala cevapsız.

Bilgi eksikliğinizi nasıl telafi ettiniz?

İlk başta resmi eğitim eksikliğim konusunda güvensizdim. Doktora sonrası olarak hiç sinirbilim dersi almamıştım. Sinir bilimcilerle yapılan toplantılarda ve sohbetlerde sıklıkla buna ayak uyduramadığımı fark ettim. Dili bilmiyordum. Ama düzenli olarak görüşüyordum Michael NusbaumPenn'deki biyomedikal araştırma direktörü, ondan bana akıl hocalığı yapmasını istedikten sonra. Bir gün ofisinde bana sinir bilimi dersi vermesini önerdi. Bir yıldan fazla bir süre boyunca haftada iki saat, 1970'li ve 1980'li yıllardan başlayarak sinirbilim makalelerini tartışırdık. Sinir bilimini bu şekilde öğrendim. “Tamam, ben bir sinir bilimciyim” demek beni cesaretlendirdi.

Ben Afro-Amerikalıyım. Mikey Nusbaum, New York City'den beyaz bir Yahudi adamdır. Bazen hayatta sizi en çok destekleyen insanların sizinle ve kültürünüzle doğrudan bir bağlantısı olmayabilir.

Acı ölçeğinizi nasıl buldunuz?

Acı içinde yaptığım iş nedeniyle bir adım geri attım. Eğer ağrıyı incelemek ve potansiyel olarak yeni ağrı kesiciler geliştirmek için fareleri kullanacaksak, öncelikle şu soruyu yanıtlamamız gerekiyordu: Hayvanın acı çektiğini nasıl bilebiliriz? Geleneksel olarak araştırmacılar, bir hayvanın bir uyaran karşısında patisini ne sıklıkla geri çektiğine bakarlar, ancak hayvanlar patilerini çeşitli nedenlerden dolayı hareket ettirirler. Ve herhangi bir standardizasyon olmadığından, farklı laboratuvarlar deneye bağlı olarak aynı uyaranın zararsız, acı verici veya çok acı verici olduğuna karar veriyordu. Ben de “Tamamen yeni bir sistem geliştirmemiz lazım” dedim.

Bunun fikri nasıl aklına geldi?

Bu fikri ondan aldım Michael GranatoLaboratuvarı bizimkine yakın olan Penn'li bir sinir bilimci. Zebra balıklarının larvalarındaki akustik irkilme tepkisini inceliyordu. Bir laboratuvar toplantısına gittim Roshan JainDaha sonra Granato laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan ve şu anda Haverford College'da öğretim üyesi olan Dr., çıplak gözle fark edilemeyecek kadar hızlı tepki hareketlerini yakalamak için yüksek hızlı videografinin kullanımından bahsetti. Aynı yaklaşımı, bir hayvanın deri uyarısına tepki olarak hareketlerini kaydetmek için kullanabileceğimizi ve bu hareketleri hayvanın acısını tahmin etmek için kullanabileceğimizi fark ettim. Bu yepyeni bir dünyanın kapılarını açtı.

Zebra balığı bilim adamıyla o toplantıya gitmeseydim, bu fikre asla sahip olmayacaktım. Hala konuşmalara gidiyorum ve insanların solucanlar, sinekler, balıklar, mayalar, bakteriler hakkında söylediklerini dinliyorum - adını siz koyun - çünkü belki yaptığımız işe entegre edebileceğim bir şeyler öğrenebilirim. Modern bilimin utancı, herkesin kendi sistemine, yaklaşımına, organizmasına, disiplinine aşırı odaklanmış olmasıdır. İnsanların geniş kapsamlı eğitim almaması ve kendi konfor alanlarının dışına çıkmaması yenilikçiliği engelleyebilir.

Acıyı ölçecek bir ölçek oluşturmak için farenin hareketlerini deneyimine nasıl bağladınız?

İlk olarak, yumuşak bir makyaj fırçasına dokunmak gibi zararsız kabul edilen bir uyaranın, hayvanın derisindeki dokunma nöronlarını harekete geçirdiğini ve deriye batırılan bir iğnenin ağrı nöronlarını harekete geçirdiğini doğruladık. Daha sonra hayvanın her uyarıya verdiği tepki hareketlerini kaydettik. Acı duyduğunda hayvan yüzünü buruşturuyor, pençesini hızla geri çekiyor ve kuvvetlice sallıyordu. Her hareket türüne, geri çekilme hızına ve pati sallama sayısına sayısal bir değer verdik. Daha sonra her sayıya, özelliğin ağrı düzeyi açısından ne kadar önemli olduğuna bağlı olarak sayısal bir ağırlık, bir öz değer verdik ve ardından ağırlıklı değerleri tek bir niceliksel ağrı ölçümünde birleştirdik.

Bu yeni aracın kullanılmasını nasıl görüyorsunuz?

Bizi çok heyecanlandıran iki şey var. Bunlardan biri, ağrının etkeni olarak genetik değişkenliği araştırıyor. Küresel insan popülasyonunun ağrı hassasiyetleri oldukça değişkendir. Bunların bir kısmı sosyokültürel, bir kısmı da DNA'da. Örneğin, hiçbir şekilde acı hissetmeyen insanlar, bu özelliğin altında yatan genetik mutasyonlara sahiptir. Laboratuvarımda yaklaşık 20 farklı fare türünün ağrı hassasiyetini ölçmek için ağrı ölçeğimizi kullandık. Acıya fazla tepki vermeyen fareleri ve aşırı duyarlı olan fareleri belirledik. Bu ağrı duyarlılığının altında yatan yeni genleri bulmak için genetik haritalama yaklaşımlarını kullanıyoruz.

Ayrıca beynin akut ağrıdan kronik ağrıya geçişi nasıl kontrol ettiği konusunda da çok heyecanlıyız. Bir faredeki ağrı seviyesini ölçmek için ağrı ölçeğimizi kullanıyoruz ve ardından fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemeyi kullanarak farenin beyin aktivitesinin anlık görüntüsünü alıyoruz. Akut ağrıdan kronik ağrıya geçişin altında yatan beyin aktivite modellerini bulmak için hayvanları her gün görüntülüyoruz. Onları bulduğumuzda, kronik ağrının seyrini değiştirmek için onları değiştirmeye çalışabiliriz. Bu acının hem duygusal hem de duyusal bileşenleriyle ilgileniyoruz.

Acı vermeyen dokunmayı da incelediniz mi?

Evet, son zamanlarda Hücre Bazı dokunma biçimlerinin neden ödüllendirici olduğunu açıklamak için deriden beyne gittik.

Daha önce yapılmamış olması şaşırtıcı.

Dokunmanın moleküler incelenmesi henüz başlangıç ​​aşamasındadır. Farklı dokunma nöronları sınıflarının moleküler özellikleri ancak 2000'li yılların sonlarında tanımlandı. O zamandan bu yana, odak noktasının büyük bir kısmı, dokuya dayalı olarak çeyreği bir kuruştan ayırmak için kullanılan türden bir dokunuş olan ayırt edici dokunuşa odaklandı. Sosyal okşayan dokunuş büyük ölçüde yeterince araştırılmamıştır.

Bu proje nasıl başladı?

David AndersonKaliforniya Teknoloji Enstitüsü'ndeki grup, 2013 yılında ciltteki bazı hücrelerin hafif dokunuşa tepki verdiğini bildirmişti. Ancak bu hücreleri herhangi bir doğal davranışa dahil etmemişler veya beyinle bağlantı kurmamışlardı. Makaleyi okudum ve bu boşlukları doldurmaya karar verdim. Doktora sonrası eğitimimin son yılında, farelerin mavi ışığa tepki veren yumuşak dokunuş nöronlarına sahip olmasını sağlayacak şekilde genetik mühendislik yaptım. Planım nöronları mavi ışıkla uyarmak ve farelerin ne yaptığını görmekti.

2018 yılında kendi laboratuvarımı kurduğumda bu deneylere başlamaya hazırdık. Öğrencilerin bulduklarını bana göstermek için ofisime geldikleri günü hâlâ hatırlıyorum. Bu Evreka anı gibiydi. Farelerin sırtındaki derideki nöronları aktive ettiğimizde hayvanlar sanki orası okşanıyormuş gibi davrandılar. Bu, tüm projeyi başlattı. Çok daha fazla davranış testi yaptık ve deriden omuriliğe ve beyindeki ödül merkezlerine kadar sosyal dokunuşun yolunu izledik.

Bu ciltten beyne giden yolu bulmanın herhangi bir tıbbi anlamı var mı?

Evet, cilt iyi bir terapötik hedeftir. Erişilebilirdir ve beynin kendimizi iyi hissetmemizi sağlayan kısmına doğrudan bir otoyol sunar. Peki ya zihinsel sağlığı iyileştirmek için, örneğin sosyal izolasyonun neden olduğu zararı dengelemek veya kaygı veya depresyonu tedavi etmek için bu nöronları bir cilt kremiyle çalıştırabilseydik? Aralık ayında bu konu hakkında bir konuşma yaptığımda, dinleyiciler arasındaki psikiyatristler ve nörofarmakologlar terapötik potansiyel konusunda oldukça heyecanlıydılar.

Çıplak köstebek farelerinden oluşan bir koloniniz var. Onlarla ne yapıyorsun?

Çıplak köstebek fareleri Doğu Afrika'dan geliyor. Yer altında yaşıyorlar ve aslında körler, büyük ölçüde dokunmaya güveniyorlar, yuvalarında gezinmek ve birbirleriyle etkileşime geçmek için bıyık benzeri tüyleri kullanıyorlar. Dokunma, beyinlerinde diğer memelilere göre üç kat daha büyük bir alanı kaplar. Toplumsal sosyal yapılarını şekillendirmek için dokunmanın önemli olduğuna inanıyoruz.

Köstebek fareleri bazı acı türlerini hissetmedikleri için de onlarla ilgileniyoruz. Örneğin, acı biberin aktif maddesi olan ve çoğu memeli için oldukça acı verici olan kapsaisin molekülüne karşı hiçbir ağrı tepkisi göstermezler. Derilerinde kapsaisin'e tepki veren reseptörler var, dolayısıyla hayvanların ağrıyı kesen beyin yollarına sahip olduğunu varsayıyorum. Eğer bu sinyalleri bulup onlardan faydalanabilirsek acıyı engellemenin yeni bir yolunu bulabiliriz.

Genç bir araştırmacı olarak bilimsel, sosyal veya kültürel olarak hangi engelleri aşmak zorunda kaldınız?

Genel olarak, bana inanan ve beni destekleyen her ırktan, milletten ve cinsiyetten akıl hocalarım ve meslektaşlarım olduğu için oldukça şanslıyım. Gerçekten zorlu ortamlarda çalışan, yeterince temsil edilmeyen diğer azınlıklardan daha şanslıydım ve bu nedenle bugün burada değiller.

Bununla birlikte, zarar görmeden geçmedim. Üniversite polisi kampüse ait olmadığımı düşündükleri için beni durdurdu ve taciz etti. Kendi binamda durduruldum ve yetkililer bana çağrıldı. Tanıdığım diğer siyah bilim adamlarının çoğu da benzer deneyimler yaşadı. Bunlar sadece üniversitede değil, yaşadığım mahallede de oluyor ve olduklarında da kendilerini iyi hissetmiyorlar, öfke ve hayal kırıklığı yaratabiliyorlar. Ancak her zaman beni destekleyen ve kariyerimde bu tür açık ırkçılığı deneyimlediğim nispeten az sayıdaki durumu zorlamama yardımcı olan insanlardan oluşan bir ağım oldu.

Gelecek vadeden siyahi bilim insanlarına tavsiyeleriniz var mı?

Gökyüzü, limittir. Etrafınıza baktığınızda size benzeyen çok fazla insan görmüyorsanız üzülmeyin, çünkü bu değişiyor. Kendinizi iyi insanlarla kuşatın. Bazen bu insanlar size benzeyebilir, ancak en büyük destekçilerinizden bazıları size benzemezse şaşırmayın. Açık olun ve doğru bağlantıları kurun.

Ve kendi hayallerinizi yıkmayın. Her kesimden, her kesimden insana ihtiyacımız var çünkü önümüzde zorlu sorunlar var. Siyahi bilim adamlarını veya bu işe ilgi duyan herkesi teşvik ediyorum: Eğer bu işe karşı sevginiz ve tutkunuz varsa, yapın.