Catherine Dulac, Lee und Ezpeleta Professorin für Kunst und Wissenschaft und Higgins Professorin für Molekular- und Zellbiologie, wurde für ihre Pionierarbeit mit dem Breakthrough Prize 2021 in Life Sciences ausgezeichnet Identifizierung der neuronalen Schaltkreise, die das Elternverhalten bei Männern und Frauen regulieren.“Eine der Schönheiten der Wissenschaft ist Teamarbeit“, sagte Dulac, der beschrieb, „schockiert“ zu sein, als er die Nachricht erhielt. „All diese Arbeiten wurden in sehr enger Zusammenarbeit mit Doktoranden, Doktoranden und Postdocs durchdacht und durchgeführt. Du denkst nie allein.“Der Breakthrough Prize wurde bereits im neunten Jahr ins Leben gerufen, um die konsequente Arbeit der weltweit führenden Wissenschaftler zu würdigen und zukünftige Forscher zu inspirieren. Die mit 3 Millionen US-Dollar dotierten Auszeichnungen gehören zu den höchsten Anerkennungen in Mathematik und Grundlagenphysik sowie in den Lebenswissenschaften.Dulac, der auch ein medizinischer Forscher von Howard Hughes ist, trat 1996 der Harvard-Fakultät bei. Sie ist seit langem von einer tiefen Faszination für das Zusammenspiel zwischen sozialen Interaktionen und dem menschlichen Gehirn getrieben. Bei Tieren sind die sozialen Reaktionen bei Männern und Frauen typischerweise unterschiedlich. Weibliche Mäuse zum Beispiel bauen spontan ein Nest und kümmern sich um Säuglinge, auch wenn sie von einer anderen Frau stammen. Männliche Mäuse hingegen neigen dazu, Säuglinge anzugreifen. Ihre preisgekrönte Forschung identifizierte die spezifischen Gehirnzellen und neuronalen Schaltkreise, die diese Verhaltensweisen steuern, und stellte die lang gehegte Überzeugung in Frage, dass sich unterschiedliche neuronale Schaltkreise in männlichen und weiblichen Gehirnen entwickeln.Als sie als Junior-Fakultätsmitglied nach Harvard kam, machte sich Dulac an die Arbeit, um Familien von Pheromonrezeptoren zu untersuchen und zu identifizieren, die Moleküle, die in einem spezialisierten sensorischen Gewebe der Maus exprimiert werden, das soziale Signale erkennt, genannt das vomeronasale Organ (VNO). Indem sie die Funktion von VNO-Neuronen genetisch veränderte, entdeckte sie, dass geschlechtsspezifisches soziales Verhalten verändert werden kann. Vor ungefähr 10 Jahren führten diese Experimente dazu, dass sie den Hypothalamus untersuchte, den Haupthirnbereich stromabwärts des VNO-Systems, der geschlechtsspezifisches Verhalten steuert.“Es ist nicht so, dass die Schaltung anders ist; Es ist die Regulierung dieser Schaltung, die anders ist“, sagte sie. „Das männliche Gehirn hat die gleichen Schaltkreise für das Elternverhalten, die bei Frauen vorhanden sind, und Frauen haben Schaltkreise für Kindermord, die Männer haben. Wenn wir diese Neuronen im weiblichen Gehirn töten, sind sie nicht mehr elterlich. Wenn wir sie bei Männern aktivieren, werden sie Eltern.“

Dulac, die von 2007 bis 2013 Vorsitzende des MCB war, nannte den Preis erfreulich, denn als sie mit ihrer Forschung begann, diskontierten einige die Arbeit und betrachteten ihren Ansatz als minderwertig.

„Soziales Verhalten lebte früher entweder im Bereich der Psychologie oder der Ethologie . Die meisten Neurowissenschaftler arbeiten typischerweise am Cortex, während wir den Hypothalamus betrachteten, den Bereich des Gehirns, der soziales Verhalten organisiert. Sie betrachteten es als weniger „, sagte sie. “ menschen sind sehr arrogant. Evolutionär gesehen sind wir immer noch Tiere, essen, schlafen, Paarung, Elternschaft — das sind Dinge, die wir tun müssen. Diese Verhaltensweisen leben nicht im Kortex. Sie alle kommen aus dem Hypothalamus, und die entsprechenden Schaltkreise sind bei allen Tierarten sehr konserviert.FAS-Wissenschaftsdekan Christopher Stubbs nannte Dulacs Auszeichnung „wohlverdient.“Ich freue mich sehr, dass die herausragenden Beiträge von Professor Dulac mit dem renommierten Breakthrough Prize gewürdigt werden“, sagte er. „Ihre Fähigkeit, verschiedene Techniken auf wichtige Probleme anzuwenden, die Neuronen mit dem Verhalten verbinden, ist wirklich bemerkenswert. Wir feiern diese wohlverdiente Anerkennung ihres Könnens, ihrer Einsicht und ihrer wissenschaftlichen Tiefe.Dulac sagte, dass diese „neue Grenze“ in den Neurowissenschaften einen enormen Einfluss auf die Medizin haben könnte.“Zum Beispiel war ich fassungslos, als ich in der Literatur entdeckte, dass 10 bis 20 Prozent der Frauen in den USA an einer postpartalen Depression leiden. Ich kenne keine psychische Erkrankung, die so viele Menschen betrifft. Es ist sehr ernst und unsere Arbeit, die ein unmechanisches Verständnis dafür liefert, wie das elterliche Verhalten im Gehirn kontrolliert wird, wird hoffentlich mehr klinisch orientierte Forschung inspirieren, um herauszufinden, wie und wann dieser neuronale Schaltkreis fehlfunktioniert und was dagegen zu tun ist „, sagte sie.

Dulacs Leidenschaft für die Forschung wird nur durch die Begeisterung erreicht, die sie in ihr Klassenzimmer und in die jüngere Generation von Wissenschaftlern bringt, die in ihrem Labor arbeiten.

„Was mich fasziniert, ist diese Konfrontation von Ideen. Jeder bringt etwas an den Tisch. Manche Ideen sind besser, manche schlechter. Aber als Ganzes bilden sie etwas, das uns voranbringt „, sagte sie. „Die Wissenschaft in den USA ist in der Regel sehr informell, was sich von Frankreich unterscheidet, wo ich aufgewachsen bin. Dort wurde uns beigebracht, den Ideen Ihres Professors respektvoll zu folgen. Das schien mir immer falsch zu sein, was mich als Student in große Schwierigkeiten brachte. Sie müssen in der Lage sein, Ihrem Mentor zu widersprechen, um die Diskussion am Laufen zu halten, um zu sehen, ob die Idee schwimmt oder nicht. Das Beste, was in meinem Labor passieren kann, ist, wenn mir jemand das Gegenteil beweist, weil es bedeutet, dass es sehr kluge Leute in meiner Gruppe gibt. Manchmal habe ich Recht; manchmal irre ich mich; und manchmal irren sich alle, was bedeutet, dass wir gemeinsam nicht hart genug über ein Problem nachgedacht haben. Die Ergebnisse unserer Experimente werden immer da sein, um uns das zu sagen.“Dulac, der sich während der Pandemie auf die sozialen Auswirkungen der Isolation auf das Gehirn konzentriert hat, ist Mitglied der American Academy of Arts and Sciences, der French Academy of Sciences und der American Philosophical Society. Sie ist Preisträgerin des Ralph W. Gerard Prize in Neuroscience 2019, des Scolnick Prize 2017 und des Pradel Research Award 2015 der National Academy of Science. Als sie 2018 ihre Stiftungsprofessur in Harvard erhielt, nutzte sie das Stipendium, um ein Stipendium für einen Studenten in ihrem Labor zu finanzieren. Diese Studentin, Melonie Vaughn, jetzt Doktorandin, ist eine von Dutzenden, die regelmäßig in Kontakt bleiben.

„Viele Leute kommen durch mein Labor, und ich muss unterstützend sein“, sagte sie. „Melonie hat mir gerade eine E-Mail geschickt, wie aufgeregt sie ist, gerade einem Labor beizutreten und sich für ihr erstes NSF-Stipendium zu bewerben. Es wärmt mein Herz, darüber nachzudenken.“

Die anderen diesjährigen Breakthrough Winner in Life Sciences sind David Baker (University of Washington), Yuk Ming Dennis Lo (The Chinese University of Hong Kong) und Richard J. Youle (Nationale Gesundheitsinstitute). Martin Hairer (Imperial College London) gewann den Preis für Mathematik, Eric Adelberger, Jens H. Gundlach und Blayne Heckel (University of Washington) den Preis für Grundlagenphysik.