Edward Roy Perl (6 de octubre de 1926 - 15 de julio de 2014) fue un neurocientífico estadounidense cuya investigación se centró en los mecanismos neuronales y los circuitos implicados en la sensación somática , principalmente la nocicepción . El trabajo en su laboratorio a finales de la década de 1960 estableció la existencia de nociceptores únicos . Perl fue uno de los miembros fundadores de la Sociedad de Neurociencia y se desempeñó como su primer presidente. Fue profesor de biología celular y fisiología de la cátedra Sarah Graham Kenan y miembro del Centro de Neurociencia de la UNC en la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte .
Perl nació en Chicago , Illinois, hijo de John y Blanche Perl, nativos de Hungría y Checoslovaquia, respectivamente. De niño, Perl estaba fascinado por la electricidad, lo que le llevó a interesarse por la electrónica, la radio y las ciencias. En la Universidad de Chicago , Perl se centró en la física y la ingeniería, pero una conversación con su padre, que era médico y cirujano, lo convenció de seguir una carrera en medicina como medio para estudiar la fisiología humana.
Mientras estaba en la universidad, Perl fue aceptado en el Programa de Entrenamiento de Oficiales de la Marina de los EE. UU. Sirvió como médico en prácticas en el Programa de Entrenamiento de la Marina V-12 en la Estación Naval de los Grandes Lagos (Chicago) en el verano de 1945 y comenzó sus estudios en la Facultad de Medicina de la Universidad de Illinois (Chicago) en el otoño de 1945, momento en el que fue dado de baja en la reserva naval con el fin de la Segunda Guerra Mundial. Perl obtuvo su licenciatura en Ciencias en 1947 y su doctorado en Medicina en 1949. [2] : 367
El primer contacto de Perl con la neurociencia se produjo en el Instituto Neuropsiquiátrico de Illinois de la Facultad de Medicina de la Universidad de Illinois (Chicago), donde trabajó durante un tiempo como estudiante de posgrado a tiempo parcial en el laboratorio de Warren S. McCulloch y donde conoció, entre otras personalidades de la época, a Elwood Henneman, cuyos experimentos sobre los reflejos espinales y el control supraespinal de la función motora influirían en la trayectoria investigadora posterior de Perl. Un proyecto llevado a cabo en el laboratorio del fisiólogo cardíaco William V. Whitehorn a finales de la década de 1940 condujo al primer artículo científico de Perl, publicado en Science en 1949. [3] Los principios detrás del dispositivo que Perl diseñó para este proyecto se convirtieron en la base de la cardiografía de impedancia . Este trabajo le valió a Perl una maestría en 1951.
En el verano de 1948, Perl había trabajado como empleado en el Servicio Médico de Harvard del Boston City Hospital , donde sus interacciones con el neurólogo e investigador en neurociencia Derek Denny-Brown encaminaron a Perl hacia una carrera en neurofisiología . Perl comenzó una beca postdoctoral en el laboratorio de Philip Bard en el Departamento de Fisiología de la Universidad Johns Hopkins en el otoño de 1950; allí conoció al neuroanatomista Jerzy Rose y al neurofisiólogo Vernon Mountcastle , quien se convertiría en un mentor de por vida en técnicas de registro quirúrgico y electrofisiológico . Durante este tiempo, Perl se interesó en cómo la actividad de las neuronas aferentes de fibra C se transfería a la corteza cerebral , un proyecto que resultó difícil, pero que influyó en su interés en estas fibras aferentes amielínicas y su entonces presunta participación en la detección y transmisión de sensaciones de dolor y temperatura al cerebro.
Perl fue llamado al servicio activo como médico naval en enero de 1952 y sirvió como oficial médico en el Instituto de Investigación del Ejército Walter Reed , donde se unió a un grupo de investigación en neurociencia dirigido por David McKenzie Rioch y compuesto por Robert Galambos , Michael Fuortes, Walle Nauta y David Whitlock. [2] : 381
En 1954, Perl aceptó un puesto de profesor en la Facultad de Medicina de la Universidad Estatal de Nueva York, Syracuse (ahora conocida como SUNY Upstate Medical University ), donde no sólo investigó los reflejos espinales cruzados , sino que también renovó su interés en la actividad de las fibras aferentes de la fibra C y sus proyecciones a la médula espinal .
Perl dejó SUNY-Syracuse en 1957 para incorporarse al Departamento de Fisiología de la Universidad de Utah , dirigido entonces por el neurofisiólogo Carlton C. Hunt. El trabajo de Perl en Utah se centró en las vías somatosensoriales espinotalámicas y las interacciones entre las neuronas aferentes primarias y los núcleos de la columna dorsal espinal .
A partir de 1962, Perl pasó un año en el laboratorio de Yves Laporte en la Facultad de Medicina de Toulouse, Francia. Su estancia en Europa le permitió conocer y observar a los neurofisiólogos franceses Paul Bessou, Albert Fessard, Denise Albe-Fessard , Pierre Buser, Jean-Marie Besson y a los neuroanatomistas húngaros János (John) Szentágothai y Miklós Réthelyi . Una visita al neurofisiólogo Ainsley Iggo en la Universidad de Edimburgo resultó vital para permitir a Perl adquirir experiencia en el registro de la actividad eléctrica de las fibras C. Repetiría viajes a Francia en las décadas siguientes para participar en investigaciones colaborativas con colegas europeos. [2] : 388–391 passim
El regreso de Perl a la Universidad de Utah en 1963 marcó el comienzo de un interés de investigación en las neuronas aferentes primarias, que evolucionó hacia un enfoque en los nociceptores . Paul Bessou visitó el laboratorio de Perl y los dos documentaron las actividades de las neuronas aferentes primarias mecanorreceptoras , cuyas fibras aferentes finamente mielinizadas respondían a la estimulación mecánica no nociva . [4] Los experimentos pioneros en gatos con el entonces estudiante de posgrado Paul Richards Burgess demostraron la existencia de una clase de fibras aferentes primarias finamente mielinizadas que solo respondían a la estimulación mecánica nociva ( nociceptiva ); [5] Burgess y Perl (1967) describieron en profundidad esta clase de mecanorreceptor de alto umbral , utilizando nociceptor , un término acuñado por Charles Sherrington en 1906, para identificar estas neuronas. [6] El trabajo de Burgess y Perl representa la primera documentación exhaustiva de una gran muestra de nociceptores, neuronas aferentes primarias que detectan estímulos capaces de causar daño tisular y transmiten información sobre estas agresiones de manera central. [5] (El trabajo previo de Ainsley Iggo había proporcionado una pequeña muestra de fibras aferentes primarias que ahora se entiende que han sido nociceptores C-polimodales . [7] )
Perl extendió estos estudios a los primates, mostrando la existencia de mecanorreceptores de alto umbral en el mono ardilla. [8] Experimentos posteriores con Bessou no solo revelaron la complejidad de los nociceptores mielinizados y no mielinizados, sino que también documentaron exhaustivamente la existencia y las propiedades de los nociceptores C-polimodales, que responden a una variedad de estímulos nocivos. [5] [9] Experimentos posteriores con Lawrence Kruger y Mathius "Skip" J. Sedivec en el laboratorio de Perl a fines de la década de 1970 (después de que Perl se había mudado a la Universidad de Carolina del Norte ) examinaron la estructura fina de las terminaciones periféricas de los mecanorreceptores cutáneos de alto umbral (nociceptores) en gatos. [10] En paralelo con este trabajo en la Universidad de Carolina del Norte, Perl y sus colaboradores buscaron correlacionar cómo la estimulación de los nociceptores cutáneos individuales en voluntarios humanos despiertos es experimentada por estos sujetos; El estudio resultante demostró el vínculo entre la activación de los nociceptores identificados y la experiencia subjetiva del dolor en los seres humanos. [11]
Mientras aún estaban en la Universidad de Utah, Perl y Burgess Christensen, entonces becario postdoctoral, determinaron que la zona marginal (lámina I) del asta dorsal de la médula espinal contenía neuronas que respondían a diferentes tipos de estímulos nocivos e inocuos de la periferia. [5] [12] Los experimentos con Takao Kumazawa a fines de la década de 1960 y mediados de la década de 1970 confirmaron en monos observaciones sobre fibras aferentes primarias amielínicas y sus proyecciones centrales que antes se habían visto en gatos. [13] [14] [15] Estos estudios dejaron en claro que las áreas del asta dorsal superficial servían como sitios de integración para la información nociceptiva y no nociceptiva recibida desde la periferia.
Perl continuó este trabajo después de dejar la Universidad de Utah para convertirse en presidente del Departamento de Fisiología de la Universidad de Carolina del Norte en 1971. A mediados de la década de 1970, Alan R. Light, Miklós Réthelyi y Daniel Trevino se unieron al laboratorio de Perl para mapear aún más las terminaciones centrales de las neuronas aferentes primarias finamente mielinizadas, para estudiar sus morfologías sinápticas y para caracterizar las neuronas en el asta dorsal de la médula espinal que respondían a la actividad de estas fibras. [16] [17] [18] [19] [20] En un tour de force metodológico, Perl trabajó con Yasuo Sugiura y Chong Lee a mediados de la década de 1980 para caracterizar y etiquetar fisiológicamente (con leucoaglutinina de Phaseolus vulgaris ) las fibras C no mielinizadas. Estos estudios revelaron por primera vez una organización funcional del patrón de terminación central de las aferencias amielínicas con diferentes perfiles de respuesta a la estimulación de la piel. [21] Los experimentos realizados por Christopher Honda, Siegfried Mense y Perl a principios de la década de 1980 demostraron que las neuronas ubicadas en áreas específicas del tálamo del gato respondían a la estimulación nociva de la piel de la extremidad trasera. [22] En conjunto, los estudios en el laboratorio de Perl en las décadas de 1970 y 1980 ayudaron a aclarar un patrón específico de entrada somatosensorial (principalmente nociceptiva) a la médula espinal y el cerebro y establecieron las bases para un circuito dedicado al procesamiento de estímulos nocivos desde la periferia.
Las últimas décadas de trabajo en el laboratorio de Perl se dedicaron principalmente a caracterizar la organización funcional del asta dorsal superficial de la médula espinal y comprender cómo las neuronas espinales ubicadas dentro de estas regiones interactúan entre sí para procesar señales que surgen de la periferia. Estos experimentos implicaron el registro de neuronas que responden a varios tipos de entrada aferente primaria y la correlación de estas firmas funcionales con características morfológicas de las neuronas espinales en cuestión. Este trabajo en parte resultó en la categorización sistemática por Timothy Grudt y Perl de neuronas espinales caracterizadas funcionalmente en función de sus características morfológicas y ubicación dentro del asta dorsal. [23] Los experimentos con Yan Lu y Jihong Zheng tenían como objetivo una mejor comprensión de las conexiones entre las neuronas espinales y cómo la entrada aferente de la periferia es modulada por estas conexiones. [24] [25] [26] Los experimentos de Perl con Adam Hantman se centraron en una población única y homogénea de neuronas que expresaban la proteína fluorescente verde (GFP) en la sustancia gelatinosa espinal de un ratón transgénico . Hantman y Perl caracterizaron fisiológicamente estas neuronas, mostrando que son de naturaleza inhibidora y responden solo a aferentes amielínicos con una velocidad de conducción en el extremo superior del rango de la fibra C ; también demostraron las conexiones altamente específicas de estas neuronas que expresan GFP con otros tipos de neuronas en la sustancia gelatinosa. [27] [28]
Por sugerencia del neurofisiólogo Ralph W. Gerard , cuya idea era establecer una Sociedad de Neurociencia, Perl presidió un comité de colegas neurocientíficos en 1969, cuyo objetivo era sentar las bases para el funcionamiento de la naciente sociedad. Como miembro fundador, Perl fue elegido presidente, pero optó por asumir el título de presidente interino (1969-1970) hasta que un presidente pudiera ser elegido democráticamente por un grupo de miembros representativos. Creía que era importante que la sociedad atrajera a jóvenes investigadores que fueran activos en el laboratorio. [2] : 399 [29]
Entre otros reconocimientos por sus contribuciones a la neurociencia, Perl recibió el Premio Bristol-Myers Squibb por Investigación Distinguida sobre el Dolor en 1991 y el Premio Ralph W. Gerard en Neurociencia en 1998. [30] Fue elegido miembro de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1992.
En 2000, Perl creó un premio nacional que se otorgaría anualmente a investigadores que hubieran hecho contribuciones significativas a la neurociencia a través de descubrimientos sobresalientes o ideas seminales. Al establecer el Premio de Neurociencia Perl-UNC , Perl señaló que "el premio me permite reconocer a la Universidad de Carolina del Norte por las oportunidades que me ha brindado" y, además, que sería un tributo a la fortaleza del programa de investigación en neurociencia de la Universidad. [31] A partir de 2014, seis destinatarios del Premio Perl-UNC han ganado Premios Nobel en Fisiología/Medicina ( Linda Buck , Richard Axel , May-Britt Moser , Edvard Moser ) o Química ( Roger Tsien , Roderick MacKinnon ).