Comincerò dicendo una cosa che vi può sembrare scontata.
Il vostro cervello crea tutte le sfumature della vostra mente.
Perché, dunque, curiamo le malattie fisiche e quelle mentali
in modo così diverso,
se crediamo di sapere che il pensiero arriva dal cervello?
Da neuroscienziata, mi è sempre stato detto
che non mi è consentito studiare come gli stati emozionali,
quali l'ansia, il desiderio o la solitudine,
vengano rappresentati dal cervello,
e quindi ho deciso di fare esattamente quello.
Il mio programma di ricerca è volto a capire la mente
analizzando i circuiti del cervello.
Nello specifico, come il nostro cervello crei le emozioni.
È veramente difficile studiare le sensazioni e le emozioni,
perché non si possono misurare.
Il comportamento è fino ad ora il modo migliore e la sola via di accesso
all'esperienza emozionale altrui.
Sia per gli animali che per gli uomini,
le auto-valutazioni sono una misura del comportamento.
I comportamenti motivazionali ricadono in due categorie:
cercare il piacere ed evitare il dolore.
La capacità di fare ciò che è un bene per voi
ed evitare ciò che è nocivo
è fondamentale per la sopravvivenza.
E nella nostra società moderna
la difficoltà nel capirne le differenze
può essere etichettata come malattia mentale.
Se ho un guasto alla macchina,
e la porto dal meccanico,
la prima cosa che fanno è guardare dentro al cofano.
Ma nello studio sulla salute mentale,
non è possibile aprire il cofano con un semplice pulsante.
Ed è per questo che conduciamo esperimenti sugli animali.
Nello specifico, nel mio laboratorio, sui topi.
Per capire il cervello, dobbiamo studiare i cervelli.
E per la prima volta, possiamo farlo.
Possiamo spalancare questo cofano.
Possiamo guardare dentro,
fare un esperimento e vedere cosa ne esce fuori.
La tecnologia ha aperto nuove finestre sulla scatola nera che è la nostra mente.
Lo sviluppo di strumenti di optogenetica
ha permesso una visione senza precedenti su specifici neuroni del cervello
e su come interagiscano tra loro con segnali elettrici.
Possiamo geneticamente modificare neuroni che diventano sensibili alla luce
e poi usare questa per controllare le emissioni dei neuroni.
Questo può cambiare il comportamento di un animale,
e ci permette di vedere ciò che i circuiti neurali possono fare.
Volete sapere come gli scienziati fanno tutto questo?
Gli scienziati hanno sviluppato strumenti optogenetici prendendo spunto
da altri settori scientifici di base.
Le alghe sono organismi unicellulari evolutisi per muoversi verso la luce.
E quando una luce blu brilla nella zona di visione di un'alga,
si apre un canale che invia segnali elettrici
che fanno muovere i flagelli
per dirigerla verso la fonte di luce.
Se cloniamo questa parte della cellula sensibile alla luce,
e la aggiungiamo ai neuroni attraverso modifiche genetiche,
possiamo rendere anche i neuroni sensibili alla luce.
In questo caso, con i neuroni,
quando inviamo segnali luminosi lungo fibre ottiche nel cervello,
cambiamo il modo con cui inviano segnali agli altri neuroni
e di conseguenza cambiamo il comportamento dell'animale.
Con l'aiuto dei miei colleghi,
sono stata pioniera in questa attività
per selezionare neuroni specifici che sono in un punto A,
e che mandano messaggi a un punto B,
lasciando che i neuroni circostanti continuino a mandare segnali
senza problemi.
Questo metodo ci ha permesso di testare la funzione di ciascun collegamento
all'interno della complessa
rete cerebrale.
Una regione del cervello, l'amigdala,
è sempre stata considerata importante per le emozioni,
e il mio laboratorio ha scoperto
che è come un bivio
dove una direzione porta a un approccio e a emozioni positivi,
e l'altra porta alla negatività e al rifiuto.
Vi faccio vedere un paio di esempi,
un assaggio di dati grezzi,
di come possiamo usare l'optogenetica per mirare neuroni specifici del cervello
e ottenere cambiamenti sostanziali nel comportamento.
I pazienti ansiosi hanno una comunicazione anomala
tra le due parti dell'amigdala,
ma nelle persone è difficile capire se questo sia la causa o l'effetto
della malattia.
Possiamo utilizzare l'optogenetica per mirare allo stesso percorso in un topo
e vedere cosa succede.
Questo è il labirinto.
Viene usato nei test sull'ansia
per misurare il tempo
che il topo passa nella tranquillità del vicolo cieco,
in rapporto all'esplorazione degli altri rami aperti.
I topi si sono evoluti per preferire ambienti circoscritti,
sicuri come le loro tane,
ma per cercare cibo, acqua e per accoppiarsi,
devono uscire negli spazi aperti,
dove sono più vulnerabili agli attacchi dei predatori.
Io sono seduta qui dietro,
e sto per schiacciare il pulsante.
E adesso, quando lo schiaccio e accendo la luce,
vedete che il topo comincia a esplorare sempre più i rami aperti del labirinto.
E contrariamente al trattamento farmacologico
dell'ansia,
non ci sono effetti di sedazione, o difficoltà motorie.
Solo un atteggiamento
normale di esplorazione.
Non solo l'effetto è quasi immediato,
ma non ci sono
evidenti effetti collaterali.
Quando spengo l'interruttore,
vedete che il topo ritorna alle sue funzioni cerebrali normali
e torna nel suo vicolo cieco.
Nel laboratorio,
quando stavo raccogliendo questi dati,
ero tutta sola e così emozionata
che ho fatto uno di quegli urletti silenziosi.
(A bassa voce) Aah!
(Risate)
Perché ero così emozionata?
Sì, in teoria sapevo che il cervello controlla la mente,
ma dopo aver azionato l'interruttore con la mia mano
e aver visto in maniera così improvvisa
il cambiamento nel comportamento del topo,
era la prima volta che veramente ci credevo.
Dopo quel primo successo,
ci sono state molte scoperte successive.
Si sono trovati specifici circuiti neurali che possono creare cambiamenti radicali
nei comportamenti animali.
Un altro esempio, l'alimentazione compulsiva.
Ci sono due ragioni per questo comportamento.
Cercare piacere nel gusto del cibo,
o evitare il dolore, come quello causato dalla fame.
Come possiamo trovare una cura all'alimentazione compulsiva
senza compromettere l'equilibrio tra fame e sazietà
che ci serve per sopravvivere?
Il primo passo è capire
come il cervello attivi il desiderio di cibo.
Questo topo che ha la pancia piena sta semplicemente esplorando
uno spazio privo di cibo.
Qui usiamo l'optogenetica per mirare ai neuroni dell'ipotalamo,
che inviano messaggi al mesencefalo.
Quando accendo le luci, in questo momento,
vedete che il topo comincia a leccare il pavimento.
(Risate)
Questo comportamento assurdo
sta per aumentare fino a un punto incredibile.
È abbastanza pazzesco in effetti.
Pronti?
Ecco.
Vedete, si porta le mani alla bocca, come se stesse mangiando,
ma non c'è nulla, non ha niente nelle zampe.
Attivare questo circuito è sufficiente per comandare il comportamento alimentare
in assenza di fame,
anche in assenza di cibo.
Non so esattamente come si possa sentire questo topo,
ma presumo che questi neuroni comandino il desiderio
basandosi sul comportamento che scegliamo quando attiviamo questi percorsi.
Spengo la luce--
e tutto torna normale.
Quando interrompiamo questi percorsi,
possiamo eliminare e ridurre l'alimentazione compulsiva
senza alterare gli input della fame.
Cosa potete supporre da questi due filmati
che vi ho appena mostrato?
Che fare una modifica
molto specifica nei circuiti cerebrali
può portare
a specifici cambiamenti comportamentali.
Qualsiasi esperienza cosciente che abbiamo
è governata da cellule del nostro cervello.
Sono la figlia di un fisico e di una biologa,
che si sono letteralmente incontrati su un'imbarcazione per l'America,
dove avrebbero continuato i loro studi.
Quindi,
visto che "non c'era pressione" per diventare una scienziata...
(Risate)
al college,
ho dovuto decidere se approfondire la psicologia, lo studio della mente,
o le neuroscienze, lo studio del cervello.
E ho scelto le neuroscienze,
perché volevo capire come è nata la mente
a partire da tessuti biologici.
Ma alla fine ho fatto tutte e due.
E ora il mio campo di ricerca
è un ponte tra la mente e il cervello.
Le ricerche del mio laboratorio
indicano che possiamo cominciare a collegare specifici circuiti neurali
a stati emozionali.
Abbiamo trovato circuiti
che controllano il comportamento correlato all'ansia,
l'alimentazione compulsiva,
le interazioni sociali, l'isolamento
e molti altri tipi di comportamenti motivati
che possono riflettere gli stati emozionali.
Pensavamo che le funzioni della mente fossero definite dalle zone del cervello.
Ma il mio lavoro dimostra che, in una stessa zona del cervello,
ci sono neuroni diversi che fanno cose diverse.
Queste funzioni sono parzialmente definite a seconda del percorso che prendono.
Ecco una metafora per aiutarvi a capire
come queste scoperte possano cambiare il modo in cui pensiamo al cervello.
Diciamo che il cervello è come il mondo
e che i neuroni sono le persone.
E vogliamo capire come le informazioni attraversano il pianeta.
È bene sapere
dove si trova una persona quando ne registriamo le parole.
Ma oserei dire che allo stesso modo
è importante
sapere con chi sta parlando questa persona,
chi sta ascoltando
e come reagisce la persona che ascolta queste informazioni.
La situazione attuale delle cure per la salute mentale
è essenzialmente un procedere per tentativi.
E non funziona.
Lo sviluppo di terapie farmacologiche per i disturbi mentali,
è finito in un vicolo cieco,
con quasi nessun progresso dopo gli anni '50.
Cosa ci riserva allora il futuro?
Nel prossimo futuro,
mi aspetto di vedere una rivoluzione nella cura delle malattie mentali,
dove ci si concentrerà su specifici
circuiti neurali del cervello.
Le diagnosi saranno fatte sia sui sintomi comportamentali
che su attività cerebrali misurabili.
Più in là, nel futuro,
combinando la nostra capacità di creare grossi cambiamenti nel cervello
e avere cambiamenti
importanti nel comportamento
con la nostra conoscenza sulla plasticità delle sinapsi per modifiche più durature,
potremmo arrivare a un punto in cui il cervello si auto-ripara
riprogrammando i suoi stessi circuiti neurali.
Terapia espositiva a livello dei circuiti neurali.
Una volta introdotto il cervello in modalità di auto-guarigione,
si potrebbero avere effetti duraturi
senza effetti collaterali.
Posso immaginare un futuro
dove la riprogrammazione dei circuiti neurali
rappresenta una potenziale soluzione, non solo una terapia.
Bene, ma per adesso?
Da questo preciso momento in poi,
se ciascuno di voi lascia questa sala
e crede fermamente che la mente nasca esclusivamente dalle cellule del cervello,
allora possiamo subito liberarci da atteggiamenti negativi e luoghi comuni
che impediscono a così tanti
di ricevere il supporto, a livello mentale, di cui hanno bisogno.
Noi professionisti della salute mentale,
pensiamo sempre alla prossima nuova cura.
Ma prima di poter attuare nuove cure,
serve che le persone si sentano a loro agio nel ricercarle.
Pensate a come potremmo diminuire drasticamente i tassi di suicidi
e le sparatorie nelle scuole
se chiunque avesse bisogno di supporto psicologico potesse averlo.
Quando capiremo esattamente come la mente si crea nel cervello,
miglioreremo le vite di tutti coloro
che avranno un problema di salute mentale nella loro vita -
metà della popolazione -
così come ti tutti gli altri con cui loro condividono questo mondo.
Grazie.
(Applausi)