Kenneth Stewart Cole - Kenneth Stewart Cole

Kenneth Stewart Cole
narozený	(1900-07-10)10. července 1900 Ithaca, New York
Zemřel	18.dubna 1984(1984-04-18) (ve věku 83) La Jolla, Kalifornie
Alma mater	Oberlin College Cornell University
Ocenění	Národní medaile vědy (1967)
Vědecká kariéra
Pole	Biofyzika

Kenneth Stewart Cole (10. července 1900 - 18. dubna 1984) byl Američan biofyzik popsal svými vrstevníky jako „průkopníka v aplikaci fyzikálních věd na biologii“.^[1] Cole byl oceněn Národní medaile vědy v roce 1967.^[2][3]

Životopis

Narodil se 10. července 1900 v Ithaca, New York Charles Nelson Cole, instruktor latiny v Cornell University a Mabel Stewart. Kenneth měl mladšího bratra, Robert H. Cole [Wikidata ], se kterým si po celý svůj život zůstával velmi blízký i přes velký věkový rozdíl; byli společnými autory čtyř příspěvků publikovaných v letech 1936 až 1942.^[4]

V roce 1902 se rodina přestěhovala do Oberlin, Ohio, když jeho otec zaujal místo v Oberlin College. Jeho otec se později stal děkanem. Kennethova matka byla a Cole absolvoval Oberlin College v roce 1922 a obdržel Ph.D. ve fyzice s Floyd K. Richtmyer z Cornell University v roce 1926. Léta strávil prací v General Electric laboratoř v Schenectady, New York.

V roce 1932 se Cole provdala za právníka Elizabeth Evans Roberts. Později se její práce zabývala převážně občanskými právy a v roce 1957 se přidala ke zaměstnancům Komise Spojených států pro občanská práva^[4]

Kenneth se přidal k personálu Columbia University v roce 1937 a zůstal tam až do roku 1946. Byl také spojován s Presbyteriánská nemocnice a Guggenheimova nadace pro pokročilé studium na Univerzita Princeton a University of Chicago.

V letech 1949 až 1954 byl technickým ředitelem Výzkumný ústav námořní medicíny v Bethesda, Maryland. V roce 1954 se stal vedoucím laboratoře biofyziky Univerzity Karlovy Národní institut neurologických nemocí a slepoty.

Dosáhl pokroku, který vedl k „sodíkové teorii“ nervového přenosu, která později zvítězila Nobelovy ceny pro Alan L. Hodgkin a Andrew F. Huxley v roce 1963. Cole byl zvolen členem Národní akademie věd v roce 1956,^[5] a člen Americká akademie umění a věd v roce 1964.^[6] Byl oceněn Národní medaile vědy v roce 1967 citace ocenění zněla: „Výsledkem je, že víme mnohem více o tom, jak funguje nervový systém.“ V roce 1972 byl jmenován členem Royal Society of London. The Biofyzikální společnost uděluje medaili Kennetha S. Colea vědci studujícímu buněčné membrány.

V roce 1980 se stal mimořádným profesorem na Katedře neurovědy na VŠE Scrippsův institut oceánografie v San Diego. Měl syna Rogera Braley Colea a dceru Sarah Roberts Colea.

Zemřel 18. dubna 1984 v La Jolla, Kalifornie.^[2]

Elektrický model tkáně

Tkáň lze modelovat jako elektrický obvod s odporovými a kapacitními vlastnostmi:

Ekvivalentní elektrický obvod

Jeho disperze a absorpce jsou reprezentovány empirickým vzorcem:

${displaystyle epsilon ^ {*} - epsilon _ {infty} = {dfrac {epsilon _ {0} -epsilon _ {infty}} {1+ (iomega au _ {0}) ^ {1-alpha}}}}$

V této rovnici ${displaystyle epsilon ^ {*}}$ je komplexní dielektrická konstanta, ${displaystyle {epsilon _ {0}}}$ a ${displaystyle epsilon _ {infty}}$ jsou dielektrické konstanty „statické“ a „nekonečné frekvence“, ${displaystyle omega = 2pi}$ násobek frekvence a ${displaystyle au _ {0}}$ je zobecněný relaxační čas. Parametr ${displaystyle alpha}$ může nabývat hodnot mezi 0 a 1, první hodnota udávající výsledek Debye pro polární dielektrika. Tento výraz vyžaduje, aby lokus dielektrické konstanty v komplexní rovině byl kruhový oblouk s koncovými body na ose reals a středem pod osou.

Je třeba zdůraznit, že model Cole – Cole je empirický model měřených dat. Za posledních 60 let byl úspěšně aplikován na širokou škálu tkání, ale neposkytuje žádné informace o základních příčinách měřených jevů.

Několik odkazů v literatuře používá formu Coleovy rovnice psané z hlediska impedance namísto komplexní permitivity.^[7] Impedance ${displaystyle Z}$ darováno:

${displaystyle Z = R_ {infty} + {frac {R_ {0} -R_ {infty}} {1 + ({frac {jf} {f_ {c}}}) ^ {1-alpha}}}}$

Kde ${displaystyle R_ {0}}$ a ${displaystyle R_ {infty}}$ jsou odpory při nulové frekvenci (tj. DC) a nekonečnu. ${displaystyle f_ {c}}$ se často označuje jako charakteristická frekvence. Charakteristická frekvence není stejná, pokud se analýza provádí z hlediska komplexní permitivity. Jednoduchá interpretace výše uvedené rovnice je z hlediska obvodu, kde je odpor ${displaystyle S}$ je v sérii s kondenzátorem ${displaystyle C}$ a tato kombinace je umístěna paralelně s odporem ${displaystyle R}$. V tomto případě ${displaystyle R_ {0} = R}$ a ${displaystyle R_ {infty} = {frac {RS} {R + S}}}$. To lze ukázat ${displaystyle f_ {c}}$ darováno ${displaystyle f_ {c} = {frac {1} {2pi C (R + S)}}}$

Reference

Publikace

• Cole, K.S. 1928. Elektrická impedance suspenzí koulí. Journal of General Physiology PMID  19872446
• Cole, K.S. 1979. Většinou membrány. Roční přehled fyziologie 41:1-23 PMID  373584
• Cole, K. S. a R. H. Cole. 1941. Disperze a absorpce v dielektriku. J. Chem. Phys. 9: 341-351 [1]
• Cole, K. S. a Baker, R.F. 1941. Longitudial Impedance of the Squid Giant Axon. J. Gen. Physiol. 24: 771-788 (indukčnost membrány)

externí odkazy

• Biografická monografie Národní akademie věd