Как показано на рисунке 4 от Bearer, «Краткосрочные и долгосрочные эффекты кокаина на мозг» 1R01DA055184-01A1. Совокупная активность, картируемая в мозгу мыши с нормальным поведением в течение 24 часов, показывает сигнал в обонятельной луковице, гиппокампе, миндалевидном теле, прилежащем ядре, вентральной области покрышки и областях мозжечка (n = 12, T = 5.7, p = 0.01–0.001). FDR; синий, низкий; красный, высокий).
Мыши дикого типа после естественного страха, такого как стресс хищника, демонстрируют измененные проекции медиальной префронтальной коры (mPFC), что отслеживается с помощью МРТ с усилением марганца (MEMRI). Проекции mPFC без опыта страха (синие) направляются в дорсальный шов (DR и другие ядра шва и базолатеральную миндалину (BLA) и смещаются в другие области после опыта страха (красные), периаквадуктальный серый цвет (PAG) и гипоталамус. Изображения, полученные в Через 24 ч после инъекции Mn(II) в mPFC вырезали череп, нормализовали и выравнивали, а затем выполняли статистическое параметрическое картирование (SPM). недели после стресса) накладываются на анатомическое изображение МРТ в шкале серого. На правой панели показано большее увеличение. Как показано на рисунке 3 от Bearer, «Краткосрочные и долгосрочные эффекты кокаина на мозг» 24R0.01DA3-8A1.
Интерес Элейн Бирер к мозгу, разуму и их расстройствам подтолкнул ее к биомедицинским наукам. Она использует множество различных технологий визуализации в сочетании с молекулярной генетикой и компьютерным моделированием для изучения динамики схем в норме и при болезненных состояниях. Бирер является лауреатом премий «Выдающиеся выпускники» обеих своих альма-матер, Манхэттенской музыкальной школы (2019 г.) и Калифорнийского университета в Сан-Франциско (2020 г.). Она получила звание почетного профессора Стрёмстадской академии в Швеции (2021 г.). Она является избранным членом AAAS и Колледжа американских патологоанатомов.
Исследование Бирера началось с открытия мельчайших деталей мембранной динамики при высвобождении синаптического медиатора. Она разработала визуализирующие метки для анионных липидов и провела самые ранние наблюдения липидных рафтов мембран. Позже, будучи постдокторантом Швейцарского национального научного фонда в Университетском медицинском центре вместе с Лелио Орчи, она разработала электронную микроскопию с быстрым замораживанием и глубоким травлением для определения структуры эндотелиальных диафрагм фенестров, ворот между тканью и кровью. Биохимия белков Bearer с Брюсом М. Альбертсом из UCSF в поисках модуляторов актиновых филаментов, которые регулируют динамику мембран, выявила 110 белков, управляющих образованием филаментов из тромбоцитов крови человека.
Переехав из Калифорнийского университета в Сан-Франциско в Университет Брауна и основав собственную лабораторию, Бирер картировала ген одного из недавно открытых белков, каптина/2E4, на хромосоме 19 человека, для которого она предоставила последовательности человека и мыши. Эти открытия показали, что мутации в промоторной области приводят к наследственным заболеваниям, в данном случае к глухоте у взрослых (DFNA4). Работая летом в Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул, Массачусетс, Бирер использовал вирус простого герпеса в качестве инструмента и гигантский аксон кальмара в качестве экспериментальной модели, чтобы обнаружить, что белок-предшественник амилоида (АРР), основной компонент бляшек болезни Альцгеймера, задействует моторы цитоскелета. к внутриклеточным грузам для транспортировки. Эти исследования механики эндогенного аксонального транспорта лежат в основе ее работы по отслеживанию проекций нейронов по всему мозгу с помощью МРТ.
В 2004 году, будучи почетным ученым Мура в творческом отпуске из Брауна в Калифорнийский технологический институт, Бирер работал с химиком-физиком Расселом Э. Джейкобсом над созданием магнитно-резонансной томографии с усилением марганца, чтобы наблюдать проекции нейронов и активность во времени в моделях живых мышей. нервно-психические расстройства человека.
Совсем недавно, используя этот новый метод визуализации вместе с поведенческими парадигмами и трансгенными животными, лаборатория Bearer обнаружила и сообщила о влиянии натуралистического страха на нейронную активность всего мозга и о том, как модели активности со временем переходят в состояния тревоги. Теперь команда Bearer изучает, как невзгоды в раннем возрасте делают мозг уязвимым для психических расстройств и расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ, и как опыт меняет связь переднего мозга.
Бирер - композитор серьезной музыки, которая размышляет о последствиях своих научных открытий о том, как музыка вызывает эмоции.
https://en.wikipedia.org/wiki/Elaine_Bearer
Премия выдающихся выпускников Манхэттенской музыкальной школы (май 2019 г.)
Академия Стрёмстада, Неврология эмоций с музыкальной точки зрения
Невропатолог сочетает музыкальную композицию с исследованиями мозга Слушайте на KUNM
Узельман, Медина, Грей, Джейкобс и Бирер. В этом всестороннем обзоре MEMRI представлены: химические и физические свойства Mn (II); соображения по безопасному дозированию; перспективы по параметрам сканирования; обсуждение биологических механизмов проекции и картирования нейронной активности; вклады MEMRI; процедуры обработки изображений; стратегии вычислительного анализа; и заключает с замечаниями для будущих направлений. Эта статья предоставляет ресурсы, которые помогут исследователям применять MEMRI для решения критических нейробиологических проблем.
Продольная MEMRI позволяет визуализировать активность всего мозга по мере его развития; Активность всего мозга переходит от страха к тревоге, что соответствует поведению; Статистическое параметрическое картирование (SPM) и сопоставление карт с нашим новым атласом InVivo позволяет проводить количественную оценку активированных вокселов по сегментам на временной шкале опыта, до и в последовательные моменты времени после естественного страха. Сообщается о переходах от базального паттерна к паттерну, спровоцированному страхом, к паттерну, подобному тревоге, и исследуются их биологические механизмы; Динамический баланс активности во всем мозге различается в зависимости от состояния страха и тревоги.
«Эволюция активности всего мозга у бодрствующих мышей после острого страха с помощью продольной МРТ с усилением марганца». Узельман, Барто, Джейкобс и Бирер. Нейроимидж https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.116975
После обнаружения роли APP в аксональном транспорте команда Bearer продолжила определять влияние доминантных мутаций в APP на транспорт с помощью MEMRI. Эти исследования выявили комбинированный эффект старения и экспрессии мутантного АРР с наиболее серьезными дефектами у стареющих мутантов и более легкими, трудно обнаруживаемыми дефектами транспорта у молодых (6-месячных) мышей, как и предсказывает состояние человека. Используя двойной трансген, который допускал условную экспрессию шведско-индийского мутантного трансгена APP, группа Bearer показала, что транспорт может быть затронут в течение двух недель после включения или выключения экспрессии. В будущей работе рассматривается комбинированная роль герпесвирусной нагрузки и QTL в аутофагических генах при когнитивных нарушениях и патологии Альцгеймера с использованием посмертных образцов из банков мозга больных болезнью Альцгеймера.
Кроме того, Бирер уже давно сотрудничает с группой нейрохирургов, инженеров-химиков и специалистов по вычислительной биологии для разработки методов моделирования биологических процессов глиобластомы с использованием первых принципов физики со значениями, основанными на нейропатологических образцах. Используя архивный патологический материал, Bearer, Frieboes и Cristini разработали серию математических моделей, описывающих поведение опухоли и прогнозирующих результаты лечения на основе стандартных диагностических тестов. Предъявитель принимает консультации.
Бирер также участвует в работе медицинской клиники в Гватемале и проводит вторичные приемы в нейрохирургии и в музыкальном отделении UNM. Она преподает студентам-медикам и аспирантам, а также работает в руководящих комитетах и комитетах по учебным программам. Преподает музыкальную композицию на музыкальном факультете ЕНД.
Бирер начала сочинять музыку в 6 лет, исполнив некоторые из своих сочинений на студенческих сольных концертах в 9 лет. В школьные годы она сначала училась игре на скрипке и фортепиано. Затем она перешла на альт и валторну, играла в местных оркестрах и училась на исполнительском факультете Джульярдской школы на Манхэттене. Еще в подростковом возрасте Бирер поехала во Францию, чтобы учиться у Нади Буланже, сначала в Фонтенбло, а затем в Париже. Она получила степень бакалавра музыки в Манхэттенской школе теории и композиции, а затем степень магистра музыковедения в Нью-Йоркском университете. После этого она уехала из Нью-Йорка в Сан-Франциско, чтобы получить должность доцента музыки в Lone Mountain College. Ее композиции исполняются на международном уровне в Швеции, Норвегии, Париже и Женеве, а также в США, на местном уровне в Альбукерке и Санта-Фе, Нью-Мексико; Провиденс, Род-Айленд; Нью-Йорк; Нью-Джерси; Сан-Франциско и Лос-Анджелес, Калифорния, а также многие другие места.
Заряженный большим любопытством к тому, как музыка влияет на мозг, Бирер предпринял одиссею в области неврологии, начав в Стэнфордском университете с биологии человека с Доном Кеннеди. Через год Бирер стал ассистентом Кеннеди, продолжая преподавать в консерватории Сан-Франциско. Затем она присоединилась к лаборатории нейробиологии Джона Николла в Стэнфордском медицинском центре, где завела прочную дружбу и изучила электрофизиологию. Решив, что докторская степень в области неврологии будет слишком узкой, она подала заявку и была принята в недавно созданную программу подготовки ученых-медиков MD-PhD в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Более подробную информацию о ее успешной и продуктивной научной карьере можно найти в резюме биомедицинских наук, размещенном на ее веб-сайте факультета патологии UNM.
Несмотря на суровость и напряженность совместной карьеры доктора медицины и доктора философии, Бирер продолжает сочинять. Полный список ее композиций размещен в ее отдельном музыкальном резюме. Во время учебы в Университете Брауна с 1991 по 2001 год она занимала дополнительную должность на музыкальном факультете, преподавая композицию, а теперь занимает дополнительную должность на музыкальном факультете в UNM, где она может принимать одного студента в год для изучения композиции.
Исследования Бирер биологических основ мозга и неврологических заболеваний сочетаются с ее глубоким неизменным интересом к разуму. Ее часто приглашают читать публичные лекции о Music-Mind, некоторые из которых можно найти на таких сайтах, как Vimeo и YouTube. Музыка Bearer серьезна с исторической точки зрения и новым использованием звука и пространства. Ее сотрудничество с хореографом Коллин Кавано основано на электронно-инженерных звуках, в то время как ее Magdalene Passion для голосов и оркестра полностью акустический. Tiger, написанный для выступления Pasadena ProMusica на Фестивале науки и искусства, включает живые интерактивные световые проекции, разработанные Джоном Карпентером, видеохудожником и архитектором из Лос-Анджелеса. Ее последний струнный квартет был исполнен в Швеции осенью 2021 года.
Бирер 18 лет преподавал в медицинской школе и в аспирантуре Университета Брауна. В Медицинской школе Уоррена Альперта Университета Брауна она была директором семестровых курсов по системной патологии, за которые она была удостоена ряда наград декана за выдающиеся достижения в области преподавания медицины, а также преподавала другие курсы медицинской школы. Она приняла в своей лаборатории более 70 студентов, аспирантов и докторантов, некоторые из которых сейчас работают в других местах. Примером ее приверженности образованию является работа в многочисленных комитетах по образованию, как на местном, так и на национальном уровне, а также председатель комитета по образованию национального Американского общества патологоанатомов, избранный секретарем секции преподавателей медицинских факультетов Ассоциации кафедр патологии. В Брауне она работала в медицинском комитете по учебной программе, участвуя в двух раундах реформы учебной программы в направлении компетенций и интеграции. Она также была избранным членом Медицинского учебного комитета в UNM, а также членом руководящих комитетов программы для выпускников и программы MD-PhD.
Элейн Л. Биарер, доктор медицины, доктор философии
Профессор семьи Харви и заместитель председателя по исследованиям
Отделение патологии
Медицинская школа UNM
БМСБ РМ 333Б, МСК 08-4640
915 Камино де Салуд NE
1 университет Нью-Мексико
Альбукерке, Нью-Мексико 87131-0001