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10 Berufe für Neurobiologie Schüler

10 Berufe für Neurobiologie Schüler - Dummies

Wenn Sie ein Neurobiologie-Student sind oder darüber nachdenken, einen Doktortitel in Neurobiologie zu erwerben, fragen Sie sich vielleicht, was Menschen nach ihrem Abschluss mit Doktoranden machen. (Wenn Sie sich das nicht selbst fragen, können Sie darauf wetten, dass Ihre Eltern es sind.) Hier ist eine Liste von zehn Karrieren für Leute, die Neurobiologie studiert haben.

Durchführung akademischer Forschung

Die meisten Absolventen in Bereichen der Neurobiologie werden zu akademischen Forschern ausgebildet. Die meisten akademischen Forscher sind Universitätsfakultätsmitglieder, die finanzierte Forschung durchführen. Und die meisten von ihnen haben ein oder zwei Post-Docs gemacht (kurz für Postdoktoranden, eine Art professioneller Laborassistent, der unter der Anleitung eines Professors arbeitet).

In vielen Laboratorien verbringt der Laborleiter oder Principal Investigator (PI) heute viel Zeit damit, Zuschüsse zu schreiben, in Ausschüssen zu dienen und zu unterrichten. Der Laborleiter kann große Teile bestimmter Projekte an Post-Docs delegieren, die aufgrund ihrer Doktorandenausbildung in der Lage sein sollten, die meisten Experimente und Analysen auf ihrem zugewiesenen Teil des Projekts selbstständig durchzuführen. Typischerweise wird von einem Post-Doc erwartet, dass er zwei akademische Zeitschriftenartikel pro Jahr in Absprache mit dem Laborleiter produziert.

In der Neurobiologie unterscheidet sich die Laufbahn eines neuen Doktors zwischen Forschung und Lehre typischerweise durch ein Postdoc. Die zusätzliche Ausbildung und die Veröffentlichungen, die als Post-Doc, oft in mehr als einem Labor, erhalten werden, machen die Leute viel wettbewerbsfähiger, um Fördermittel zu erhalten, um ein Forschungsprogramm zu unterstützen.

Die meisten Forschungsprogramme in den Vereinigten Staaten in den Bereichen der Neurobiologie werden von den National Institutes of Health (NIH) oder der National Science Foundation (NSF) finanziert. Ein typischer NIH-Zuschuss für Einzelpersonen (R01) beträgt in der Regel drei bis fünf Jahre über 200.000 US-Dollar pro Jahr. Dieses Geld zahlt einen Teil des Gehalts der PI, das Gehalt von Post-Docs und das Stipendium und manchmal Nachhilfe-Studenten nach ihrem ersten Jahr. Es zahlt sich auch für Laborgeräte und Zubehör aus. Die NSF hat viel weniger Geld für die Neurobiologie als das NIH. Es gibt weit weniger Auszeichnungen, und diese sind in der Regel weniger als die Hälfte der jährlichen Beträge von NIH Awards.

Einige Fakultäten erhalten Geld für die Forschung von Stiftungen, die die Forschung zur Heilung bestimmter Krankheiten unterstützen. Auch ist es üblich, bei der Einstellung für ein Fakultätsmitglied ein Startpaket von Ausrüstung, Personalgehältern und Lieferungen über mehrere Jahre zu bekommen. Startpakete in neurobiologischen Bereichen können von 250.000 bis 750.000 US-Dollar reichen.Die Universitäten versuchen, einige dieser Kosten von den sogenannten indirekten Kosten zu decken, die mit Zuschüssen gewährt werden. Obwohl die Rate von Institution zu Institution variiert, liegen die indirekten Kostenraten bei öffentlichen Universitäten bei 50 Prozent und bei privaten Universitäten bei 75 Prozent. Dies bedeutet, dass pro 100.000 US-Dollar an Fördermitteln, die ein PI vom NIH erhält, 50.000 bis 75.000.000 US-Dollar zusätzlich an die Universität vergeben wird, um die Forschung des PI zu unterstützen, z. Laborraum und Bibliothek und Tierbedarf. Die Zeiten ändern sich rapide, was die Laborforschung angeht. Vor dem Zweiten Weltkrieg konzentrierte sich die Forschung in den Vereinigten Staaten wie Europa und Japan auf einige Elite-Universitäten wie Harvard, MIT und Stanford. Von den späten 1950er Jahren bis etwa 2004 explodierten die Forschungsgelder des Bundes, und die von der Bundesregierung geförderte Forschung fand an fast allen bedeutenden Universitäten des Landes statt. Im letzten Jahrzehnt stagnierte die NIH-Finanzierung jedoch relativ, und die NIH-Prioritäten haben sich von der Grundlagenforschung hin zur Forschung in Bereichen verlagert, die mit der Heilung von Krankheiten verbunden sind. Dies hat die Finanzierung in größeren Labors in den Top 10 oder 20 Universitäten konzentriert, die Kerneinrichtungen wie Gensequenzierer und andere teure molekularbiologische Analysatoren unterstützen können. Vor zwanzig Jahren hätte ein Forscher, der einmal gegründet war, erwartet, dass er 15 Jahre oder länger für ein Labor zur Verfügung gestanden hatte, das aus sich selbst und einer Mischung aus einem Post-Doc, einem Doktoranden und einem Techniker bestand. Mittlerweile beträgt die durchschnittliche Größe eines NIH-Stipendiatenlabors mehr als 25 Personen, und die durchschnittliche Dauer eines R01-Zertifikats liegt in der Größenordnung von sechs Jahren. Das NIH steht unter enormem Druck, Krankheiten schnell zu heilen, angesichts des enormen und steigenden Anteils des Bundeshaushalts für die Gesundheitsversorgung.

Arbeiten in industriellen Labors

Eine Alternative zur akademischen Forschung ist die Industrie. Eine wichtige Karrierequelle für PhD-Neurobiologen ist die pharmazeutische Industrie. Die überwiegende Mehrheit der pharmazeutischen Wirkstoffe wirkt auf Neurotransmitter oder Hormonrezeptoren. Neue, nützliche Medikamente zu entdecken, die auf das Nervensystem einwirken, ist ein dringendes und profitables Geschäft.

Alle Medikamente müssen strenge mehrstufige Tests auf Wirksamkeit und Sicherheit bestehen. In Laboratorien der Arzneimittelhersteller werden Tausende potenzieller Medikamente getestet, die entweder synthetisiert oder in der Natur gefunden werden. Synthetisierte Arzneimittel können so gestaltet sein, dass sie Formen aufweisen, die zu einem bestimmten Rezeptor passen, oder Derivate von Arzneimitteln, von denen bekannt ist, dass sie Rezeptoren aktivieren. Mögliche Medikamente finden sich auch in natürlichen Toxinen wie Schlangen- und Spinnengiften, die Cocktails von Neurotransmitteragonisten und -antagonisten sind, von denen viele nie synthetisiert wurden.

Synthetische oder natürliche Verbindungen werden zuerst gereinigt und auf Struktur analysiert. Anfängliche Tests suchen typischerweise nach Wirksamkeit. Multiwell-Schalen enthalten Kompartimente mit Einzelzellen, die unterschiedliche Rezeptoren exprimieren, deren Reaktionen automatisch auf das potentielle Arzneimittel gemessen werden. Sicherheitstests sind komplexer, weil ein neues Medikament für jedes Gewebe im Körper sicher sein muss.Das Testen an Mäusen gewährleistet keine menschliche Sicherheit. Darüber hinaus sind nicht alle Menschen genetisch identisch und einige Medikamente können bei einem kleinen Prozentsatz der Menschen schwerwiegende Nebenwirkungen haben. Sicherheits- und Wirksamkeitsprüfungen durchlaufen eine Reihe von zunehmend kostspieligen klinischen Studien, bei denen das Arzneimittel zu irgendeinem Zeitpunkt ausfallen kann.

Die Kehrseite der Arbeit in der Pharmaindustrie im Vergleich zur Wissenschaft ist, dass es viel weniger Unabhängigkeit gibt. Pharma-Forscher müssen neue Medikamente oder Geräte erfinden und bewerten, die für das Unternehmen profitabel sind. Auf der anderen Seite ist ein großer Vorteil dieses Berufsweges, dass er nicht so sehr auf Zuschüsse angewiesen ist. Pharmaforscher arbeiten in der Regel in Laboren, die über exzellente, zeitgemäße Instrumente und eine gute Mitarbeiterunterstützung verfügen. Wenn Sie innerhalb der Grenzen der Richtlinien des Unternehmens arbeiten können und eine grundlegende Rechenschaftspflicht benötigen, kann die Arbeitsumgebung hervorragend sein und es ist eine gewisse Unabhängigkeit in der Forschung, einschließlich der Veröffentlichung in wissenschaftlichen Zeitschriften, möglich.

Unterricht, von der Grundschule bis zur Graduiertenschule

In den Vereinigten Staaten sind die meisten Doktoranden Lehrer und keine vom Bund finanzierten Forscher. Sie unterrichten vor allem an Colleges und Universitäten, können aber auch in Primar- und Sekundarschulen unterrichten. Der Unterricht ist für die allgemeine Aufgabe der Wissenschaft von entscheidender Bedeutung, sowohl für die Schaffung der nächsten Generation von Forschern und Lehrern als auch für die Verbreitung der Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung in der größeren Gemeinschaft.

Die Tatsache, dass jemand in erster Linie ein Lehrer ist, bedeutet nicht, dass Forschung nicht in Frage kommt. Es muss normalerweise nur mit einem kleineren Budget gemacht werden. Viele wichtige Forschungsfragen können mit mäßiger Laborausrüstung und Zeit angegangen werden. Große Fortschritte in der Neurobiologie wurden mit wirbellosen Präparaten erzielt, von denen einige zu Durchbrüchen in der Neurobiologie oder der Entwicklung wichtiger Medikamente geführt haben.

Eine viel versprechende Feststellung ist, dass viele Universitäten jetzt "Lehrstühle" für einen größeren Prozentsatz der Fakultät ausgeben. Einen Stuhl zu stiften bedeutet, eine Pauschale Geld zu bekommen, etwa 2 Millionen Dollar, normalerweise von einem Spender, und die Zinsen zu verwenden, um das Gehalt des Lehrkörpers am meisten zu bezahlen und ein bescheidenes Forschungsbudget zur Verfügung zu stellen. Einige Graduate-Stipendien sind auf die gleiche Weise dotiert. Diese Methode kann sich leicht auszahlen, indem sie das Fakultätsmitglied wettbewerbsfähiger macht, um Bundesgeld zu erhalten.

Viele Menschen glauben, dass das US-amerikanische Bildungssystem STEM-Themen (Science, Technology, Engineering und Mathematics) viel früher im Unterricht hervorheben muss. Es mag angebracht sein, mehr Wissenschaften einzustellen, um die Oberschule zu unterrichten und Grundschulen zu unterrichten und zu leiten. Wenn Sie möchten, dass Ihre Schüler etwas Neurobiologie erlernen, möchten Sie sie lieber von einem Neurobiologen oder einem Bildungsfachlehrer unterrichten lassen?

Schreiben und Redigieren

Es gibt noch andere Karrieren, die neben dem Unterricht im Unterricht auch neurobiologische Kenntnisse verbreiten. Das Schreiben über Wissenschaft und Medizin umfasst alles von akademischen Monographien über Lehrbücher bis hin zu Blogs und populären Büchern.

Eine weitere wichtige Funktion, die sich mit dem Schreiben von Wissenschaft verbindet, ist die Bearbeitung von Fachzeitschriften. Der Redaktionsprozess ist wesentlich, um das Schreiben von Daten in referierte Artikel zu screenen, die anderen Forschern auf dem Gebiet zur Verfügung stehen. Die Wissenschaft hängt absolut von der referierten Verbreitung der Ergebnisse und der Reproduktion dieser Ergebnisse ab, die auf veröffentlichten Methoden für alle ihre Fortschritte beruhen.

Neurobiologisches Wissen im Unternehmen nutzen

Immer mehr dreht sich die Wirtschaft der Vereinigten Staaten um Erwerb, Verarbeitung und Abbau von Informationen. Die Neurobiologie hat den Handel mit künstlicher Intelligenz und Robotik beeinflusst, und diese Auswirkungen nehmen zu.

Die ersten künstlichen Intelligenz-Simulationen konnten in sehr begrenzten Bereichen wie dem Nachweis von Geometrie-Theoremen und Spielprüfungen gut abschneiden. Später übernahmen künstliche neuronale Netze und Fuzzy-Sets komplexe Kontrollfunktionen. In letzter Zeit spielen Computersysteme Schachmeister, gewinnen bei

Jeopardy

und können Autos fahren. Werksroboter, die bisher nur programmierte, einfache, sich wiederholende Bewegungen ausgeführt haben, können sich jetzt auf unvorhergesehene Umstände einstellen. Diese Beispiele zeigen, dass neurobiologisches Wissen das Geschäft auf vielen Ebenen beeinflusst hat, von der Gehirnlogik über Netzwerke mit neuronalen Elementen bis hin zu Robotern mit Wirbelsäulen-ähnlichen hierarchischen Controllern bis hin zu aktuellen Versuchen mit Memristoren, neuronale Synapsen zu modellieren. Google hat zum Beispiel viele grundlegende Wissenschaftler unter ihren Mitarbeitern. Auch die Werbung basiert zunehmend auf Daten über Menschen und ihre Präferenzen und Gewohnheiten. Architektur und Stadtplanung berücksichtigen, wie Individuen und Gruppen mit ihrer Umgebung interagieren. Avatare und andere Arten von Agenten können mit Menschen auf menschlichere Weise interagieren, indem sie neurobiologisches Wissen über das Gehirn und dessen Funktionsweise nutzen.

Sinnesprothetik entwickeln

Viele Umfragen zeigen, dass die Angst vor dem Verlust eines großen Sinns - wie Sehen, Hören oder Berühren - für viele Menschen eine der größten ist, vergleichbar mit der Angst vor Krebs. Gegenwärtig kann jedoch nur eine Taubheit aufgrund von Leitungsstörungen oder Haarzelltod mit jeder Art von Implantat überwunden werden.

Die Unfähigkeit, das Sehvermögen oder den somatosensorischen Verlust zu ersetzen, ist nicht primär auf einen Mangel an Computerleistung zurückzuführen, sondern vielmehr auf die Unfähigkeit, Computerverarbeitung mit dem Nervensystem zu verbinden. Die Neurobiologie wird entscheidend für die Entwicklung von sensorischen Prothesen sein, die verlorene natürliche Sinne ersetzen können. Solche Prothesen erfordern, dass wir lernen, wo wir die Gehirn-Computer-Schnittstelle im Nervensystem platzieren, wie wir mit Neuronen dort kommunizieren können und welche Botschaften an die Neuronen gesendet werden müssen, um Feedback von ihnen zu erhalten.

Die Stimulation des Nervensystems hat Parkinson-Krankheit und einige Arten von Depressionen erwiesen sich als wirksamer als medikamentöse Behandlungen. Einige nennen das neue Gebiet dieser Art von Elektroenzeutika für die Neurostimulation. Tiefe Hirnstimulation (DBS) und transkranielle Magnet- und Gleichstromstimulation (TMS und tDCS) werden verwendet, um eine Vielzahl von Pathologien zu behandeln und normales Lernen und normale Funktion zu verbessern.

Die Transplantation von Stammzellen - insbesondere von eigenen Zellen, die in Stammzellen umgewandelt wurden - ist ebenfalls eine vielversprechende Technologie für viele Gehirn- und andere Krankheiten. Erfolg mit dieser Technologie erfordert fortgeschrittenes Wissen über Genetik und Epigenetik von Neuronen, neuronalen Schaltkreisen und Neuropharmakologie.

Unternehmen wie Medtronic entwickeln implantierbare Geräte, die von Herzschrittmachern bis hin zu komplexeren Schnittstellen mit dem Nervensystem reichen. Die Verwendung von implantierbaren Vorrichtungen, die das Nervensystem durch Aufzeichnung und / oder Strominjektion beeinflussen, wird von einigen als "Elektroceutika" bezeichnet.

Ersetzen der motorischen Funktion

Rückenmarksverletzungen, Gehirnverletzungen, Schlaganfälle und Tumore sind mögliche Ursachen für Lähmungen. Eine Person könnte ein Körperteil vor Verletzungen oder Krebs verlieren. Das Gebiet der Neurobiologie kann wichtige Beiträge zur Wiederherstellung der motorischen Funktion leisten, entweder durch die Reparatur / Ersetzung der neuralen Schaltkreise der zentralen Steuerung oder durch Prothesen.

Bei Rückenmarksverletzungen bei Säugetieren werden die Axone, die vom motorischen Kortex zu den Alpha-Motoneuronen, die die Muskeln antreiben, und von den sensorischen Rezeptoren zum somatosensorischen Kortex verlaufen, abgetrennt und kehren nicht nach. Es werden umfangreiche Laboruntersuchungen der Wundumgebung und der Parameter des Axonwachstums durchgeführt, aber eine Wiederherstellung der Funktion bei vollständig abgetrennter Wirbelsäule ist normalerweise nicht möglich. Das Verständnis der Neurobiologie von axonalem Wachstum, Zelladhäsion und chemoaffinen Substanzen ist eine große Herausforderung für die heutige Generation von Neurobiologen.

Eine Lähmung durch eine zentrale Hirnschädigung wird manchmal teilweise überwunden, indem alternative Wege aktiviert werden. Trainingsregime wie constraint induced therapy (CIT) können dies erleichtern. Derzeit ist unklar, ob zusätzliche neuronale Plastizität im Gehirn pharmakologisch oder mit Stammzellen oder elektrischer Stromstimulation induziert werden könnte.

Ein anderer Ansatz zur Lähmung besteht darin, Gliedmaßen künstlich anzutreiben. Dies beinhaltet typischerweise die Aufzeichnung eines Signals vom Gehirn oder einem Axon aus dem Rückenmark, das über die Verletzung des Muskels oder des Alpha-Motoneurons, das den Muskel antreibt, weitergeleitet wird. Wie in anderen Fällen braucht die Gehirn-Computer-Schnittstelle Arbeit. Die Muskeln werden durch verschiedene Arten von Neuronen aktiviert, die in einer bestimmten Reihenfolge rekrutiert werden, wobei sie in Abhängigkeit von der erforderlichen Kraft und der benötigten Dauer mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten feuern. Eine schlechte Emulation dieser Steuerung führt zu ruckartigen und unangemessenen Bewegungen, die nicht zum Gehen und Gleichgewicht funktionieren oder die Arme und Hände nicht richtig steuern.

Eine andere Möglichkeit, insbesondere wenn ein Glied fehlt, ist die Verwendung zentraler neuronaler Signale zur Kontrolle und künstlichen Gliedmaßen. Dies ist ein schwieriges Problem, da Millionen von Neuronen in mehreren Gehirn- und Rückenmarkbereichen beteiligt sind. Nichtsdestoweniger beschäftigen sich Robotiker, die sich mit dem Eingliedern von Robotern mit feiner Geschicklichkeit befassen - wie die Geschicklichkeit, die erforderlich ist, um ein Ei aufzunehmen, ohne es zu zerbrechen - mit ähnlichen Kontrollproblemen und diese Algorithmen können auf Prothesen angewendet werden.

In der Hirnethik arbeiten und Hirnstudien religiöser Erfahrungen durchführen

Neuobiologen haben auch Beiträge zu Gebieten, die normalerweise als "freie Künste" bezeichnet werden."Spiritualität und Kunst sind wesentliche Bestandteile einer hohen menschlichen Existenz. Die Gehirnwissenschaft kann zur menschlichen Suche nach der Wahrheit und zur Existenz anderer Bereiche beitragen, weil Wahrheit und Schönheit vom menschlichen Gehirn abhängen. Das bedeutet, dass Kenntnisse in Hirnforschung und Neurobiologie zu Berufen in Bereichen wie der Bioethik führen sollten, in denen das Schreiben und Vortragen der Beziehung zwischen dem Gehirn und dem Geist wesentlich ist.

Zum Beispiel ist es seit Jahrtausenden bekannt, dass Meditation und Gebet das Bewusstsein in vielerlei Hinsicht verändern. Diese Geisteszustände, induziert durch Verhaltensverfahren, erzeugen deutliche Veränderungen in der Gehirnaktivität, die wissenschaftlich untersucht werden können. Das Wissen darüber, wie meditative Praktiken die Gehirnaktivität verändern, kann wichtige gesundheitliche Vorteile für die Behandlung von Depressionen und die Steigerung des normalen menschlichen Potenzials mit sich bringen.

Religiöse Erlebnisse können im Guten wie im Schlechten transformativ sein. Sie regen eine Person dazu an, ihr Leben zu verbessern und ein besserer Mensch zu sein, oder sie können eine Person davon überzeugen, sich einer Gruppe wie einem Kult fast sklavisch zu widmen. Es ist sicherlich zumindest teilweise eine wissenschaftliche Frage, warum einige religiöse Gefühle einen allgemeinen Respekt für alles Leben erzeugen, während andere mit einer Verachtung dafür enden.

Eine weitere komplexe Schnittstelle besteht zwischen der Neurobiologie und dem Recht und der Ethik. Menschliche Gesellschaft und Gesetz basieren auf Ideen über freien Willen und Schuld. Aber das Gesetz erkennt auch "vorübergehenden Wahnsinn" an und erkennt an, dass manche Menschen nicht in der Lage sind, die Konsequenzen ihrer Handlungen zu verstehen. Die Gesellschaft muss in der Lage sein, Gerichtsurteile auf fundierte neurobiologische Beweise zu stützen.

Hirnforschung in der Verhaltensökonomie

Der Mensch trifft Entscheidungen, die nicht rational sind, und die Verhaltensökonomie untersucht, wie diese Entscheidungen in finanziellen Angelegenheiten zum Tragen kommen. Werbung und Marketing sind Bestrebungen, die sich Irrationalitäten zunutze machen, wie zum Beispiel Autos mit attraktiven Akteuren für den Verkauf zu verbinden. Auf der negativen Seite sind Sucht, Drogenmissbrauch und Essstörungen Verhaltensweisen, die möglicherweise durch spezifische Zeitpläne der Verstärkung gestört werden können. Neurobiologisches Wissen wird zunehmend auf klinische Probleme angewandt, und Psychologen und Psychiater arbeiten oft mit Neurobiologen in Teambemühungen zusammen, indem sie Sucht und andere maladaptive Verhaltensweisen angreifen.

Neuronale Beratung

Während unsere Körper länger leben, kann unser Gehirn nicht immer Schritt halten. Das macht es schwierig zu wissen, was man für Menschen mit relativ gesunden Körpern und schlecht funktionierenden Gehirnen tut. Einige Babys werden mit schweren geistigen Behinderungen geboren, während viele ältere Menschen sehr langsam von einer normalen zu einer niedrigen intellektuellen Funktion übergehen. An welchem ​​Punkt sind die Menschen nicht in der Lage, über ihr eigenes Wohlergehen zu entscheiden?

Wenn Menschen genetische Mutationen tragen, die ein signifikantes Risiko haben, stark deformierte oder verzögerte Offsping-Effekte zu erzeugen, ist eine genetische Beratung oft hilfreich.

Die neurale Beurteilung der intrinsischen Gehirnaktivität kann bei Fällen von Hirnschwund, wie bei Alzheimer, oder bei schweren Hirnverletzungen weit verbreitet sein.Jüngste Forschungen zum "Locked-in" -Syndrom unter Verwendung von Gehirnscans zeigen, dass einige Leute, die als komatös angesehen werden, sich ihrer Umgebung bewusst sind und andere nicht, ohne dass das Behandlungspersonal zwischen den beiden Zuständen von jedem Standardtest unterscheiden kann.