Kay Tye
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Empezaré diciendo algo que seguramente creen que es verdad: nuestro cerebro crea todas las facetas de la mente. Entonces, ¿por qué tratamos a las enfermedades mentales y físicas de forma tan diferente si creemos que la mente se origina en el cerebro? Como neurocientífica, a menudo me dicen que no debo estudiar de qué forma los estados internos como la ansiedad, el miedo o la soledad se configuran en el cerebro, y por eso decidí partir de ahí y hacer exactamente eso.

Mi programa de investigación está diseñado para entender la mente con la investigación de los circuitos cerebrales. Concretamente, cómo funciona nuestro cerebro para generar emociones. Es muy difícil estudiar los sentimientos y las emociones ya que no se pueden medir. El comportamiento sigue siendo la mejor y única ventana de la experiencia emocional del otro. Tanto para animales como para personas, la autoevaluación es un resultado conductual.

Los comportamientos motivados se encuadran en dos clases generales: buscar placer y evitar dolor. La capacidad de acercarse a lo que es bueno para uno y evitar lo que es malo es fundamental para la supervivencia. Y en nuestra sociedad moderna, no poder ver la diferencia puede etiquetarse como enfermedad mental.

Si tuvieran problemas con el auto, y llevaran el auto al mecánico, lo primero que haría es mirar bajo el capó. Pero en investigación sobre salud mental, no se puede abrir el capó con solo presionar un botón. Por eso hacemos experimentos con animales. Concretamente en mi laboratorio, los hacemos con ratones. Para entender el cerebro, debemos estudiar cerebros. Y por primera vez, es posible. Podemos abrir el capó. Podemos mirar dentro, hacer un experimento y ver los resultados.

La tecnología ha abierto nuevas ventanas en la caja negra de nuestra mente. El desarrollo de herramientas optogenéticas nos ha permitido un control sin precedentes sobre neuronas específicas en el cerebro y sobre cómo se comunican enviando señales eléctricas. Podemos manipular genéticamente las neuronas para que sean sensibles a la luz y luego usar la luz para controlar cómo se activan las neuronas. Esto puede cambiar el comportamiento de un animal y así darnos una idea de lo que hace ese circuito neuronal. ¿Quieren saber cómo los científicos lo hacen?

Los científicos desarrollaron herramientas optogenéticas usando el conocimiento de otros campos de la ciencia básica. Las algas son organismos unicelulares que han evolucionado para nadar hacia la luz. Y cuando la luz azul brilla en la mancha ocular de la célula de un alga, se abre un canal y envía una señal eléctrica que agita los diminutos flagelos y propulsan las algas hacia la luz solar. Si clonamos esta parte del alga sensible a la luz y luego la agregamos a las neuronas mediante modificación genética, también podemos hacer que las neuronas sean sensibles a la luz. Excepto que, con las neuronas, cuando enviamos la luz por una fibra óptica al cerebro, cambiamos el modo en que envían señales eléctricas a otras neuronas el cerebro y así cambiamos el comportamiento del animal.

Con la ayuda de mis colegas, comencé a usar herramientas optogenéticas, para dirigir selectivamente a las neuronas que viven en el punto A, enviando mensajes por cables hacia el punto B y dejando que las neuronas vecinas se desplacen a otros lugares sin verse afectadas. Este método nos permitió probar la función de cada cable dentro del enredo que es nuestro cerebro.

Una región del cerebro llamada amígdala siempre ha sido considerada importante para las emociones, y mi laboratorio descubrió que la amígdala se asemeja a una bifurcación en la carretera, donde activar un camino puede llevar a una emoción positiva y un acercamiento, mientras que activar otro camino puede llevar a una emoción negativa y evasión.

Voy a mostrarles un par de ejemplos, una muestra de datos sin procesar de cómo usar la optogenética para atacar neuronas específicas en el cerebro y generar cambios específicos en el comportamiento. Pacientes con ansiedad tienen una comunicación anormal entre dos partes de la amígdala, pero en las personas, es difícil saber si esta anormalidad es causa o efecto de la enfermedad. Podemos usar la optogenética para apuntar a la misma vía en un ratón, y ver qué pasa.

Este es el laberinto en cruz elevado. Se trata de una prueba de ansiedad muy utilizada. Mide la cantidad de tiempo que el ratón permanece seguro en la zona de los brazos cerrados con respecto a la exploración de la zona de brazos abiertos. Los ratones han evolucionado para preferir espacios cerrados, como la seguridad de sus madrigueras, pero para encontrar comida, agua o pareja necesitan salir a la intemperie donde son más vulnerables a los depredadores. Aquí estoy sentada en el fondo, y estoy a punto de accionar el interruptor. Y ahora, cuando acciono el interruptor y se enciende la luz, se ve que el ratón comienza a explorar los brazos abiertos del laberinto. Y a diferencia de los tratamientos farmacológicos para la ansiedad, no hay sedación ni daños locomotrices, solo una exploración coordinada natural. Y no solo el efecto es casi inmediato, sino que además no hay efectos secundarios detectables.

Ahora, cuando apago el interruptor, pueden ver que el ratón retrocede a su función cerebral normal y vuelve a su rincón. Mientras tomaba estos datos en el laboratorio, estaba sola y muy emocionada, tan emocionada, que emití un grito silencioso.

(Silenciosamente) ¡Ah!

(Risas)

¿Por qué tan emocionada? Sí, teóricamente sabía que el cerebro controla la mente, pero al accionar el interruptor con la mano y ver el ratón cambiar de comportamiento tan rápido y de manera reversible, por primera vez lo creí de verdad.

Desde ese primer hallazgo, ha habido muchos otros experimentos donde encontraron circuitos neuronales específicos que pueden provocar cambios drásticos en el comportamiento animal.

Aquí hay otro ejemplo: comer en exceso compulsivamente. Podemos comer por dos razones. Porque buscamos placer, queremos comida sabrosa, o porque evitamos el dolor de tener hambre. ¿Cómo dar con un tratamiento para la ingesta compulsiva de comida sin alterar el impulso de comer por hambre, fundamental para sobrevivir? El primer paso es entender cómo el cerebro produce el impulso de alimentarse. Este ratón bien alimentado está tan solo explorando un espacio totalmente desprovisto de alimentos. Aquí usamos la optogenética para apuntar a neuronas que viven en el hipotálamo, enviando mensajes por cables dirigidos al mesencéfalo. Cuando enciendo la luz, justo aquí, se puede ver que el ratón inmediatamente comienza a lamer el suelo

(Risas)

Este comportamiento aparentemente frenético está a punto de convertirse en algo realmente increíble. Es extraño, en realidad. ¿Preparados? Esta justo aquí. Levanta las manos como si estuviera comiendo un pedazo de comida, pero no hay nada, no está sosteniendo nada. Y este circuito es suficiente para regular el impulso de comer en ausencia de hambre, incluso en ausencia de comida. No sé bien cómo se siente este ratón, pero supongo que estas neuronas impulsan el instinto en base a los comportamientos que provocamos al apuntar a esta vía. Si vuelvo a apagar la luz, el animal vuelve a la normalidad. Cuando silenciamos esta vía, podemos suprimir y reducir la ingesta compulsiva de comida sin alterar el instinto impulsado por el hambre.

¿Qué se infiere de estos dos videos que les acabo de mostrar? Pues que hacer un cambio muy específico en los circuitos neuronales del cerebro puede causar cambios específicos en el comportamiento. Que toda nuestra experiencia consciente está regida por las células de nuestro cerebro.

Soy hija de un físico y una bióloga, que literalmente se encontraron en el barco que venía a EE. UU. en busca de una educación. Así que, naturalmente, ya que no hubo "presión" para convertirme en científica...

(Risas)

como estudiante universitaria tenía que decidir entre estudiar psicología, el estudio de la mente, o neurociencia, el estudio del cerebro. Y elegí la neurociencia, porque quería entender cómo se origina la mente a partir de tejido biológico. Pero logré cerrar el círculo completo al hacer ambas cosas. Y ahora mi programa de investigación cierra la brecha entre la mente y el cerebro.

La investigación en mi laboratorio sugiere que podemos comenzar a unir circuitos neuronales específicos a estados emocionales. Y hemos encontrado varios circuitos que controlan el comportamiento relacionado con la ansiedad, con la ingesta compulsiva de comida, interacción social, la evasión y muchos otros tipos de comportamientos motivados que pueden reflejar estados internos emocionales.

Solíamos pensar que las funciones de la mente se definían por región cerebral. Pero mi trabajo muestra que en una región cerebral determinada hay muchas neuronas diferentes que hacen cosas diferentes. Y estas funciones se definen, en parte, por las vías que toman.

Les diré una metáfora para ayudar a ilustrar cómo estos descubrimientos cambian lo que creemos acerca del cerebro. Digamos que el cerebro es análogo al mundo y que las neuronas son análogas a las personas. Y queremos entender cómo se transmite la información por todo el planeta. Claro, es útil saber dónde se encuentra una persona determinada cuando se graba lo que dice. Pero yo diría que es igualmente importante saber con quién está hablando esta persona, quién está escuchando y cómo responde el interlocutor a la información que recibe.

El tratamiento actual de la salud mental es esencialmente una estrategia de prueba y error. Y no está funcionando. El desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para tratar trastornos de salud mental se ha topado con una pared, con escaso progreso real desde la década de 1950. Entonces, ¿qué depara el futuro?

En el futuro cercano, espero ver una revolución en el tratamiento de la salud mental donde nos centremos en los circuitos neuronales específicos del cerebro. Se harán diagnósticos basados en los síntomas conductuales y en la actividad cerebral medible. Y en un futuro más lejano, combinando nuestra habilidad de hacer cambios profundos en el cerebro y de lograr cambios conductuales profundos, y aplicando nuestro conocimiento en plasticidad sináptica para hacer cambios más estables, podríamos llevar al cerebro a un estado de autocuración reprogramando sus circuitos neuronales. Una terapia de exposición a nivel de circuito.

Una vez que llevemos el cerebro a un estado de autocuración, podría tener efectos duraderos sin efectos secundarios. Puedo imaginar un futuro donde la reprogramación del circuito neuronal se convierta en una cura potencial, y no solo en un tratamiento.

Bien, pero ¿qué pasa ahora? Si desde este mismo momento, cuando acabe esta charla, cada uno de Uds. realmente creyera que la mente se origina en su totalidad en las neuronas, entonces podríamos liberarnos de inmediato de percepciones negativas y estigmas que impiden a tanta gente obtener el apoyo necesario para su salud mental.

Los profesionales de la salud mental siempre pensamos en cuál será el próximo tratamiento. Pero antes de poder aplicar nuevos tratamientos, necesitamos que la gente se sienta cómoda buscándolos. Imaginen cuán drásticamente podríamos reducir las tasas de suicidios y tiroteos escolares si todos los que necesitaran apoyo en salud mental de verdad lo tuvieran. Cuando realmente entendamos cómo la mente se origina en el cerebro, mejoraremos la vida de todos aquellos que sufran al menos una enfermedad mental en su vida, esto es, la mitad de la población, así como la de todos los demás con quienes comparten el mundo.

Gracias.

(Aplausos)