немецкий нейробиолог
Хервиг Байер — немецко-американский нейробиолог и биолог. Он является директором Института биологического интеллекта Макса Планка и руководителем отдела Гены — Цепи — Поведение. Исследования Хервига Байера направлены на понимание того, как мозг животных преобразует сенсорные входы в поведенческие реакции и как эволюция сформировала нейронные цепи.
Хервиг Байер изучал биологию в Университете Констанца . В 1990 году он присоединился к лаборатории Фридриха Бонхёффера в Институте биологии развития общества Макса Планка в Тюбингене , где получил диплом (1990) и степень доктора философии (1995). Для получения постдокторской подготовки он переехал в Калифорнийский университет в Сан-Диего , чтобы работать с Уильямом (Биллом) Харрисом . В 1997 году Байеру предложили должность преподавателя в Калифорнийском университете в Сан-Франциско , где он оставался профессором до 2012 года. В 2011 году Общество Макса Планка приняло его на работу в качестве научного члена и директора в Институте нейробиологии общества Макса Планка в Мартинсриде (Германия).
Научный фокус
Главной темой научного вклада Байера в нейронауку было выяснение молекулярных, клеточных, синаптических и схемных механизмов развития нейронов, функционирования нервной системы и поведения животных. Его исследования были сосредоточены на следующих вопросах:
- Как нейроны меняются в ходе развития? Как их отростки направляются к своим целям и как они формируют специфические синаптические связи?
- Каковы конкретные функции типов нейронных клеток в восприятии, познании и поведении?
- Как возникают перцептивные, когнитивные и поведенческие функции по мере развития мозга?
Работа Хервига Байера привела к ряду научных открытий:
- Создание данио-рерио для нейробиологии: С начала 1990-х годов Байер был пионером в использовании данио-рерио ( Danio rerio ) в качестве экспериментальной модели для нейробиологии и поведенческой генетики, используя оптическую прозрачность этих животных на личиночных стадиях и их генетическую модифицируемость. Эта работа привела к первым крупномасштабным поведенческим скринингам в поисках генов, которые связывают зрительную систему с поведением. (Baier et al., Development 1996; Neuhauss et al., Journal of Neuroscience 1999; Muto et al., PLOS Genetics 2005)
- Молекулярные и клеточные механизмы, лежащие в основе формирования ретинотопических и визуальных карт признаков: Байер внес вклад в идентификацию градиентных механизмов наведения аксонов во время развития зрительной системы. Его группа также обнаружила роль сигнализации Slit-Robo в точном нацеливании слоев в оптическом тектуме врастающими ретинальными аксонами. (Baier и Bonhoeffer, Science 1992; Gosse et al., Nature 2008; Xiao et al., Cell 2011)
- Решения о судьбе клеток в развивающейся зрительной системе: Байер открыл роль интеркинетической миграции ядер в распределении судеб клеток в сетчатке. (Del Bene et al., Cell 2008)
- Дистанционный оптический контроль поведения: группа Байера была первой, кто использовал оптогенетические методы для анализа цепей у данио-рерио. Нацеливая экспрессию флуоресцентных индикаторов и оптогенетических эффекторов, таких как каналородопсин (ChR2), галородопсин (NpHR) или активируемый светом глутаматный рецептор (LiGluR), на определенные области мозга и освещая светом отдельные нейроны, он и его коллеги показали, что поведение животного может быть обратимо и целенаправленно изменено в миллисекундных временных масштабах. (Szobota et al., Neuron 2007; Arrenberg et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009; Wyart et al., Nature 2009)
- Двухфотонная оптогенетика с 3D-разрешением в неповрежденном мозге поведенческого животного: в 2017 году команда Байера представила оптическую технику, которая позволяет осуществлять точный удаленный контроль нейронной активности, называемую двухфотонной голографической оптогенетикой. Вставляя пространственный модулятор света в оптический путь двухфотонного микроскопа , эта техника позволяет фотостимулировать произвольную популяцию отдельных нейронов в мозге данио-рерио, наблюдая за результирующим поведением. Этот метод является инструментальным для функциональной аннотации нейронных цепей. (Dal Maschio et al., Neuron 2017)
- Профилирование типов клеток в зрительной системе и генетические механизмы, которые делают нейроны разными: команда Байера использует секвенирование РНК отдельных клеток и пространственную транскриптомику для разработки каталогов типов нейронных клеток в сетчатке, тектуме и других зрительных областях. (Kölsch et al., Neuron 2021; Shainer et al., Science Advances 2023; Sherman et al., Nature Communications 2023)
- Клеточно-синаптический механизм элементарной формы пространственного внимания: Байер обнаружил, как мозг личинок данио-рерио определяет приоритетность визуальных стимулов. (Fernandes et al., Neuron 2021)
- Распознавание особей своего вида в контексте социального поведения: группа Байера обнаружила простые визуальные стимулы, которые вызывают стайное поведение, и выявила нейронную цепь в мозге рыб, которая обрабатывает эти стимулы. (Larsch & Baier, Current Biology 2018; Kappel et al., Nature 2022)
- Электронно-микроскопический коннектом личиночного мозга данио-рерио в масштабе синапса: Байер в сотрудничестве с Винфридом Денком и командой Google Research опубликовали первый автоматически сегментированный стек изображений полного объема мозга данио-рерио. (Svara et al., Nature Methods 2022)
- Модели неврологических и психиатрических заболеваний у зебровых рыб: Байер и Барабан разработали влиятельный протокол лечения, который вызывает эпилептические припадки у личинок зебровых рыб. Байер также разработал генетическую модель устойчивости к глюкокортикоидам, которая имитирует симптомы, похожие на депрессию у зебровых рыб. (Барабан и др., Нейронаука 2007; Зив и др., Молекулярная психиатрия 2013)
Признание
Байер получил медаль Отто Гана Общества Макса Планка (1995) за свою докторскую работу и стипендию Феодора Линена Фонда Александра фон Гумбольдта (1995). Будучи преподавателем Калифорнийского университета в Сан-Франциско, он получил стипендию Дэвида и Люсиль Паккард в области науки и техники (1999), стипендию Слоуна в области нейронауки (2000), премию Клингенштейна (2001) и премию Байерса за фундаментальные научные исследования (2006). Он является почетным профессором Мюнхенского университета Людвига Максимилиана и членом Европейской организации молекулярной биологии (EMBO) .
Отраслевая деятельность
В 2001 году Хервиг Байер совместно с Биллом Харрисом и Полом Голдсмитом основал Daniolabs Ltd (Кембридж, Великобритания) — биотехнологическую компанию, специализирующуюся на скрининге лекарственных препаратов на основе данио-рерио для открытия новых методов лечения офтальмологических, неврологических и желудочно-кишечных заболеваний. [1]
Байер работает научным консультантом в биотехнологических компаниях.
Ссылки
- ^ «Daniolabs привлекает 850 тыс. фунтов стерлингов начального финансирования для ускорения процесса разработки лекарств». 10 июля 2002 г.
Внешние ссылки
- Домашняя страница кафедры Гены – Цепи – Поведение