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Charla «David Anderson: su cerebro es más que una bolsa de químicos» de TEDxCaltech en español.
Los psicofármacos modernos tratan la química del cerebro completo, pero el neurobiólogo David Anderson cree en una visión más matizada sobre la manera en que funciona el cerebro. Ilustra una nueva investigación que podría llevar a medicamentos psiquiátricos específicos, es decir, que funcionen mejor y así evitar los efectos secundarios. ¿Cómo lo está haciendo? Para empezar, enojando a un montón de moscas de la fruta. (Filmado en TEDxCaltech.)
- Autor/a de la charla: David Anderson
- Fecha de grabación: 2013-01-18
- Fecha de publicación: 2013-03-12
- Duración de «David Anderson: su cerebro es más que una bolsa de químicos»: 925 segundos
Traducción de «David Anderson: su cerebro es más que una bolsa de químicos» en español.
Levanten su mano si conocen a alguien de su familia inmediata o de su círculo de amigos que sufra de alguna enfermedad mental.
Sí.
Lo pensé.
No me sorprende.
Y levanten su mano si creen que una investigación básica sobre la mosca de la fruta tiene algo que ver con la comprensión de las enfermedades mentales en los humanos.
Sí.
Lo imaginaba.
Tampoco me sorprende.
Puedo ver que tengo mucho trabajo que hacer aquí.
Como escuchamos del Dr.
Insel esta mañana, los trastornos psiquiátricos como el autismo, la depresión y la esquizofrenia tienen un efecto terrible en el sufrimiento humano.
Sabemos mucho menos sobre su tratamiento y la comprensión de sus mecanismos básicos que lo que sabemos sobre las enfermedades del cuerpo.
Piensen en esto: en 2013, la segunda década del milenio, si están preocupados sobre un diagnóstico de cáncer van donde su doctor, les hacen gammagrafías óseas, biopsias y exámenes de sangre.
En 2013, si están preocupados por el diagnóstico de una depresión, van donde su doctor y ¿qué es lo que obtienen? Un cuestionario.
Parte de esa razón es que tenemos una visión demasiado simplista y cada vez más pasada de moda de las bases biológicas de los trastornos psiquiátricos.
Tendemos a verlas, y la prensa popular contribuye e incita esta visión, como desequilibrios químicos en el cerebro, como si en el cerebro hubiera algo parecido a una bolsa de sopa química llena de dopamina, serotonina y norepinefrina.
Esta visión está condicionada por el hecho de que muchos de los medicamentos que se prescriben para tratar estos trastornos, como Prozac, actúan globalmente cambiando la química del cerebro, como si el cerebro fuera de verdad una bolsa de sopa química.
Pero esa no puede ser la respuesta, porque estos medicamentos no funcionan bien del todo.
Mucha gente no los toma o deja de tomarlos, debido a sus efectos secundarios desagradables.
Estos medicamentos tienen muchos efectos secundarios, porque utilizarlos para tratar un trastorno psiquiátrico complejo es como intentar cambiar el aceite de motor abriendo una lata y vertiéndola sobre todo el bloque del motor.
Parte goteará en el lugar correcto, pero la mayoría hará más daño que bien.
Una visión emergente, que también oyeron del Dr.
Insel esta mañana, es que los trastornos psiquiátricos son en realidad perturbaciones de los circuitos neuronales que intervienen en las emociones, el ánimo y el afecto.
Cuando pensamos en la cognición, comparamos el cerebro con una computadora.
Ese no es el problema.
Resulta que la analogía de la computadora es igual de válida para la emoción.
Es solo que no tendemos a considerarlo de esa manera.
Pero sabemos mucho menos sobre las bases del circuito de los trastornos psiquiátricos debido al abrumador dominio de esta hipótesis de desbalance químico.
Bien, no es que los químicos no sean importantes en los trastornos psiquiátricos.
Es solo que no bañan al cerebro como en una sopa.
Más bien, se liberan en lugares muy específicos y actúan en sinapsis específicas para cambiar el flujo de información en el cerebro.
Si alguna vez realmente queremos entender la base biológica de los trastornos psiquiátricos, necesitamos localizar estos sitios en el cerebro en donde actúan estos químicos.
De lo contrario, vamos a seguir vertiendo petróleo sobre nuestros motores mentales y sufrir las consecuencias.
Ahora para comenzar a vencer nuestra ignorancia sobre el rol de la química del cerebro en los circuitos cerebrales, es útil trabajar en algo que los biólogos llamamos «organismos modelo», animales como la mosca de la fruta y el ratón de laboratorio, en los que podemos aplicar técnicas genéticas potentes para identificar y localizar molecularmente las clases específicas de neuronas, como ya lo oyeron en la charla de Allan Jones esta mañana.
Por otra parte, una vez que podemos hacer eso, podemos realmente activar neuronas específicas o podemos destruir o inhibir la actividad de aquellas neuronas.
Si inhibimos un tipo particular de neurona y encontramos que un comportamiento se bloquea, podemos concluir que esas neuronas son necesarias para ese comportamiento.
Por otro lado, si activamos un grupo de neuronas y encontramos que produce el comportamiento, podemos concluir que esas neuronas son suficientes para el comportamiento.
De esta manera, haciendo este tipo de pruebas, podemos extraer las relaciones de causa y efecto entre la actividad de neuronas específicas en circuitos y comportamientos particulares, algo que es extremadamente difícil, por no decir imposible, hacer ahora mismo en los humanos.
Pero puede un organismo como una mosca de la fruta…
es un gran organismo modelo porque tiene un cerebro pequeño, es capaz de comportamientos complejos y sofisticados, se reproduce rápidamente y es barato.
¿Pero puede un organismo como este enseñarnos algo sobre los estados parecidos a las emociones? ¿Tienen siquiera estos organismos estados parecidos a las emociones? ¿O solo son pequeños robots digitales? Charles Darwin creía que los insectos tienen emociones y las expresan en sus comportamientos, como escribió en su monografía de 1872 sobre la expresión de las emociones en hombres y animales.
Y mi colega del mismo nombre, Seymour Benzer, lo creía también.
Seymour es el hombre que introdujo el uso de la drosophila, acá en CalTech en la década de 1960 como un organismo modelo para estudiar la conexión entre los genes y el comportamiento.
Seymour me contrató para CalTech a finales de la década de 1980.
Fue mi Jedi y mi rabino mientras estuvo acá, y Seymour me enseñó a amar a las moscas y también a jugar con la ciencia.
Así que ¿cómo hacemos esta pregunta? Una cosa es creer que las moscas tienen estados parecidos a las emociones, pero ¿cómo podemos saber si en realidad eso es cierto o no? En los humanos a menudo inferimos los estados emocionales, como lo oíran más tarde hoy, a partir de las expresiones faciales.
Sin embargo, es un poco difícil hacer eso en las moscas de la fruta.
(Risas)
Es parecido a aterrizar en Marte y mirar por la ventana de su nave espacial a todos esos hombrecitos verdes que los rodean y tratan de dilucidar, «¿Cómo averiguo si tienen emociones o no?» ¿Qué podemos hacer? No es tan fácil.
Bueno, una de las formas en las que podemos comenzar es intentar proponer algunas características o propiedades generales de los estados parecidos a las emociones, tales como la excitación, y ver si podemos identificar algún comportamiento de la mosca que pueda exhibir alguna de esas propiedades.
Las tres importantes que se me ocurren son la persistencia, las gradaciones de la intensidad y la valencia.
La persistencia significa que es perdurable.
Todos sabemos que el estímulo que desencadena una emoción hace que la emoción dure mucho más después de que el estímulo se ha ido.
Las gradaciones de la intensidad significan tal como se oye.
Pueden subir o bajar la intensidad de una emoción.
Si están un poco tristes, las comisuras de su boca bajan un poco y sollozan y si están muy tristes, derraman lágrimas y pueden llorar.
La valencia significa bueno o malo, positivo o negativo.
Así que decidimos ver si las moscas podían ser provocadas a mostrar el tipo de comportamiento que ven en la avispa proverbial en la mesa de picnic, ya saben, esa que sigue volviendo a su hamburguesa cuanto más enérgicamente intenten aplastarla y parece que se mantiene irritada.
Construimos un dispositivo, que llamamos puff-o-mat, en el que pudimos suministrar breves bocanadas de aire a las moscas de la fruta en estos tublos plásticos de nuestro banco de laboratorio y soplarlas.
Y lo que encontramos es que si les dábamos a estas moscas varios soplidos a la vez en la puff-o-mat, se volvían un poco hiperactivas y continuaron volando por algún tiempo después de que los soplidos cesaron y tomó un momento para que se calmaran.
Así que cuantificamos este comportamiento utilizando software de seguimiento locomotor personalizado desarrollado con mi colaborador Pietro Perona, que está en la división de ingeniería eléctrica aquí en CalTech.
Y lo que esta cuantificación nos mostró es que, al experimentar un tren de estas bocanadas de aire, las moscas parecen entrar en una especie de estado de hiperactividad que es persistente, duradero y también parece ser graduado.
Más bocanadas o más bocanadas intensas hacen que el estado dure por un periodo mayor.
Así que quisimos intentar comprender algo sobre qué controla la duración de este estado.
Así que decidimos utilizar nuestro puff-o-mat y nuestro software de seguimiento automatizado para detectar a través de cientos de líneas de moscas de la fruta mutantes para ver si podíamos encontrar alguna que mostrara respuestas anormales a las bocanadas de aire.
Y esta es una de las grandes cosas sobre la mosca de la fruta.
Hay depósitos donde solo pueden contestar el teléfono y ordenar cientos de frascos de moscas de diferentes mutantes y examinarlas en sus análisis y luego encontrar qué gen es afectado en la mutación.
Así que al examinar, descubrimos un mutante que tomó mucho más tiempo del normal para calmarse después de las bocanadas de aire y cuando examinamos el gen que era afectado por esta mutación Resultó ser que codifica un receptor de dopamina.
Así es, las moscas como la gente, tienen dopamina y actúa en su cerebro y en su sinapsis a través de las mismas moléculas receptoras de dopamina que ustedes y yo tenemos.
La dopamina desempeña una cantidad de funciones importantes en el cerebro, incluyendo la atención, la excitación, la gratificación y los trastornos del sistema dopaminérgico se han vinculado a una cantidad de trastornos mentales incluyendo el abuso de drogas, la enfermedad de Parkinson y TDAH.
Ahora, en la genética, es un poco contradictorio.
Tendemos a inferir la función normal de algo según lo que no sucede cuando lo quitamos, según lo contrario de lo que vemos cuando lo quitamos.
Así que cuando quitamos el receptor de dopamina y las moscas se demoraban más en calmarse, lo que deducimos es que la función normal de este receptor y de la dopamina causa que las moscas se calmen más rápido después de la bocanada de aire.
Y eso se asemeja un poco al TDAH, que ha sido vinculado a los trastornos del sistema dopaminérgico en los humanos.
En efecto, si aumentan los niveles de dopamina en las moscas normales al alimentarlas con cocaína después de obtener la licencia correspondiente de la DEA —oh, Dios mío,
(Risas)
— encontramos efectivamente que estas moscas alimentadas con cocaína se calmaron más rápido que las moscas normales y eso también se asemeja al TDAH, que a menudo se trata con medicamentos como Ritalin que actúan de manera similar a la cocaína.
Así que comencé lentamente a darme cuenta que lo que comenzó como un intento más bien lúdico para tratar de molestar a las moscas de la fruta podría en realidad tener alguna relación con un trastorno psiquiátrico humano.
Ahora bien, ¿hasta dónde llega esta analogía? Como muchos de ustedes saben, los individuos afectados con TDAH también tienen problemas de aprendizaje.
¿Es cierto eso del receptor de dopamina de nuestras moscas mutantes? Sorprendentemente, la respuesta es sí.
Como Seymour lo demostró en la década de 1970, las moscas, como las aves cantoras, como acabamos de escuchar, son capaces de aprender.
Pueden entrenar a una mosca para que evite un olor, mostrado acá en azul, si combinan ese olor con una descarga.
Entonces cuando le dan a estas moscas entrenadas la oportunidad de elegir entre un tubo con un olor combinado con una descarga y otro olor, evitará el tubo que contiene el olor azul que estaba combinado con la descarga.
Bueno, si hacen esta prueba en las moscas con receptor de dopamina mutante, no aprenderán.
Su puntuación de aprendizaje es cero.
Salieron de CalTech sin recibir un título.
Así que eso significa que estas moscas tienen dos anomalías, o fenotipos, como les decimos los genetistas, que se encuentra en el TDAH: hiperactividad y problemas de aprendizaje.
Ahora, ¿cuál es la relación causal, en todo caso, entre estos fenotipos? En el TDAH, a menudo se asume que la hiperactividad causa los problemas de aprendizaje.
Los niños no se pueden sentar quietos lo bastante para enfocarse, así que no aprenden.
Pero podría igualmente ser el caso de que son los problemas de aprendizaje los que causan la hiperactividad.
Ya que los niños no pueden aprender, buscan otras cosas que distraigan su atención.
Y una posibilidad final es que no hay relación en absoluto entre los problemas del aprendizaje y la hiperactividad, sino que son causados por un mecanismo común subyacente del TDAH.
Ahora la gente se ha estado preguntando esto durante mucho tiempo en los humanos, pero en las moscas podemos en efecto probar esto.
Y la manera en que lo hacemos es profundizar en la mente de la mosca y comenzar a desenredar su circuito utilizando la genética.
Tomamos nuestras moscas con receptor de dopamina mutante y restauramos genéticamente o curamos el receptor de dopamina al colocar una copia buena del gen del receptor de dopamina en el cerebro de la mosca.
Pero en cada mosca colocamos de vuelta solo ciertas neuronas y no en otras y luego probamos cada una de estas moscas en su capacidad de aprender y en la hiperactividad.
Sorprendentemente, encontramos que podemos disociar completamente estas dos anomalías.
Si ponemos una buena copia del receptor de dopamina de vuelta en esta estructura elíptica llamada el complejo central, las moscas ya no serán hiperactivas, pero aún no podrán aprender.
Por otro lado, si colocamos de vuelta el receptor en una estructura diferente llamada el cuerpo pedunculado, se rescata el déficit de aprendizaje, las moscas aprenden bien, pero aún son hiperactivas.
Lo que esto nos dice es que la dopamina no está bañando el cerebro de estas moscas como en una sopa.
Más bien, está actuando para controlar dos funciones diferentes en dos circuitos diferentes, así que la razón por la que hay dos cosas mal en nuestras moscas con receptor de dopamina es que el mismo receptor está controlando dos funciones diferentes en dos regiones diferentes del cerebro.
Si lo mismo es cierto en el TDAH de los seres humanos no lo sabemos, pero este tipo de resultados debería al menos hacernos considerar esa posibilidad.
Así que estos resultados nos convencen más que nunca a mis colegas y a mí de que el cerebro no es una bolsa de sopa química, y es un error intentar de tratar trastornos psiquiátricos complejos solo cambiando el sabor de la sopa.
Lo que necesitamos es utilizar nuestro ingenio y nuestro conocimiento científico para intentar diseñar una nueva generación de tratamientos que estén dirigidos a neuronas específicas y regiones específicas del cerebro que son afectadas en trastornos psiquiátricos particulares.
Si podemos hacer eso, podríamos ser capaces de curar estos trastornos sin los efectos secundarios desagradables, colocando el aceite de nuevo en nuestros motores mentales, justo donde se necesita.
Muchas gracias.
https://www.ted.com/talks/david_anderson_your_brain_is_more_than_a_bag_of_chemicals/