Lo que la investigación de las vías neuronales revela sobre la salud mental

La neurocientífica Kay M. Tye investiga cómo el cerebro da lugar a estados emocionales complejos como la depresión, la ansiedad o la soledad. Desde la vanguardia de la ciencia, comparte sus últimos hallazgos, incluido el desarrollo de una herramienta que utiliza la luz para activar neuronas específicas y crear cambios drásticos en el comportamiento de los ratones. En esta charla, Tye nos explica cómo estos descubrimientos podrían cambiar cómo concebimos la mente, y dar pie a descubrir posibles tratamientos efectivos para los trastornos mentales.

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)