Американська нейронауковиця та біомеханік, яка займає посаду декана Коледжу University of Chicago та є професоркою кафедри біології та анатомії імені Вільяма Рейні Гарпера. Її дослідження зосереджені на механосенсації та контролі рухів кінцівок, що допомагає зрозуміти як мозкові та спинномозкові кола координують рух у живих організмах. Роботи Гейл мають значення не лише для фундаментальної науки, а й для розробки підводних робототехнічних пристроїв. Далі на ichicago.
Наукова кар’єра
Меліна Гейл здобула ступінь бакалавра з зоології у Duke University у 1992 році, а у 1998 році захистила докторську дисертацію з біології в University of Chicago. Вона проходила стажування у період з 1998 року по 2001 рік у SUNY Stony Brook у відділі нейробіології та була Grass Fellow у Marine Biological Laboratory у 2000 році.
З 2002 року Гейл є членкинею факультету University of Chicago, де обіймає посаду професора кафедри біології та анатомії імені Вільяма Рейні Гарпера. Вона займала адміністративні посади, зокрема декана факультету біологічних наук (2013-2016) та віцепроректора (з 2016 року). У 2017-2018 роках Гейл була директором у Marine Biological Laboratory. 12 квітня 2023 року її призначили новим деканом Коледжу University of Chicago.
Наукові дослідження
Дослідження Гейл спрямовані на вивчення сенсомоторної інтеграції та контролю рухів, зокрема як механосенсорні системи впливають на рухи кінцівок. Вона досліджує організми, щоб зрозуміти, як сенсорні сигнали впливають на координацію руху. Її команда у 2015 році показала, що риби використовують плавці не лише для руху, а й для відчуття навколишнього середовища та регулювання плавання. Подальші дослідження Гейл, включно з роботою 2020 року, уточнили механізми роботи механосенсорів у шкірі плавців.
Дослідження, спрямовані на розуміння координації рухів у водних організмів, можна умовно поділити на три взаємопов’язані напрямки:
- взаємодія морфології, фізіології та фізики середовища. Вивчення того, як будова тіла та фізіологічні характеристики взаємодіють з гідродинамічними умовами води для створення руху. Зокрема, досліджується масштабування рухових здібностей у процесі розвитку та зміни, пов’язані з числами Рейнольдса – відношенням інерційних та в’язких сил у рідинах;
- генерація рухів плавання. Досліджуються питання, як спинні нейрони формують рефлекс здригання і як нейронні механізми відповідають за переходи між різними режимами руху. Для цього аналізують морфологію та функцію нейронів у зебрафішах (Danio rerio) та порівнюють з іншими видами риб, які відрізняються структурою стартових нейронних ланцюгів;
- еволюція нейронних ланцюгів і поведінки. Досліджується, як еволюційно змінюються нейронні ланцюги та пов’язані поведінкові патерни. Компаративні дослідження старлових нейронних схем у різних видів риб дозволяють простежити еволюційні зміни.
Для досліджень широко використовують зебрафішів як генетично зручну модель. Прозорість їхніх личинок дозволяє оптично візуалізувати морфологію нейронів та їх активність, а також проводити вибіркове видалення нейронів у живому організмі. За допомогою кальцій-чутливих барвників нейрони позначають, а одночасно з мікроскопією спостерігають за їхньою активністю та рухами риби за допомогою високошвидкісного відео. Цей підхід дозволяє поєднувати функціональне спостереження нейронів з поведінковим аналізом. Вибіркове лазерне видалення нейронів дозволяє порівнювати поведінку до та після видалення конкретних клітин без побічного пошкодження, що забезпечує високоточну маніпуляцію системою. Її дослідження фінансуються National Science Foundation та U.S. Office of Naval Research, а результати мають прикладне значення для біомеханіки та підводної робототехніки.
Гейл активно бере участь у професійних організаціях. Вона була президенткою Society for Integrative and Comparative Biology у 2021-2023 роках і раніше очолювала відділ порівняльної біомеханіки цієї організації. Вона також була ключовою спікеркою на регіональних зустрічах SICB, популяризувала інтегративну біологію та біомеханіку.
Визнання та нагороди
Меліну Гейл відзначено численними нагородами. Вона отримала Wayne C. Booth Graduate Student Prize for Excellence in Teaching та Faculty Award for Excellence in Teaching and Mentoring в University of Chicago. Її наукові досягнення були відзначені CAREER Award від National Science Foundation, статусом National Academies/Howard Hughes Medical Institute Education Fellow, а також Fellowship від American Association for the Advancement of Science. Гейл була також Fellow у Defense Science Study Group Інституту Defense Analysis.
Роботи Гейл сприяють розвитку розуміння фундаментальних принципів нейромеханіки та сенсомоторної інтеграції. Її дослідження допомагають формувати сучасну нейробіологію та біомеханіку, а також сприяють розробці роботизованих систем, що імітують природні рухи живих організмів. Її кар’єра є прикладом успішного поєднання наукової роботи, викладання та адміністративного лідерства у провідному університеті світу.