Karl Deisseroth (Boston, Massachussets, 1971), es va establir el 2004 en un soterrani de la Universitat de Stanford disposat a desentranyar alguns dels misteris del cervell. Va ocupar el recinte en què havia treballat abans un premi Nobel de física, Steven Chu, que amb làser va aconseguir atrapar àtoms. Curiosament, utilitzant llum làser Deisseroth ha fet un pas important per entendre millor l’activitat cerebral i avui el seu nom comença a sonar com a possible candidat al premi Nobel.Karl Deisseroth (Boston, Massachussets, 1971), se estableció en 2004 en un sótano de la Universidad de Stanford dispuesto a desentrañar algunos de los misterios del cerebro. Ocupó el recinto en el que había trabajado antes un premio Nobel de física, Steven Chu, que con láser consiguió atrapar átomos. Curiosamente, utilizando luz láser Deisseroth ha dado un paso importante para entender mejor la actividad cerebral y hoy su nombre empieza a sonar como posible candidato al premio Nobel.

Com psiquiatre i neurocientífic, Deisseroth volia conèixer com sorgeixen les malalties psiquiàtriques. Però li faltaven eines, així que va decidir «fabricar-». Va reprendre una idea de l’investigador austríac Gero Meisenböck, que havia aconseguit un parell d’anys abans introduir en neurones una proteïna capaç de convertir la llum en electricitat, que és precisament el llenguatge del cervell. Però hi havia inconvenients tècnics que impedien la seva aplicació a gran escala en investigació. El 2005, Deisseroth i el seu col·lega Boyden van aportar la solució substituint la proteïna que utilitzava Meisenböck. El canvi va funcionar i mitjançant llum làser van aconseguir activar o desactivar grups de neurones a voluntat en animals de laboratori i veure com això afectava al seu comportament. Avui la tècnica està àmpliament difosa pels laboratoris de neurociència de tot el món i ja està donant lloc a les primeres aplicacions clíniques.

No es pot utilitzar directament en humans, però sí indicar nous camins a seguir per corregir anomalies en el cervell. La Fundació BBVA acaba de concedir als tres investigadors el premi Fronteres del Coneixement en Biomedicina. Deisseroth va conversar amb ABC sobre el seu treball.

-Hi Ha una clara separació entre malalties mentals i neurològiques, ¿es mantindrà en el futur ?

-Tradicionalment Eren al mateix camp i segueix havent-hi moltes connexions. Jo estic certificat pel Consell Americà de Psiquiatria i Neurologia i crec que hi ha una àmplia creença que podrien tornar a reunir-se. No obstant això, hi ha diferències, perquè a les malalties neurològiques hi ha un mal, moren les cèl·lules o són tan disfuncionals que l’estructura del sistema queda alterada. En les malalties psiquiàtriques no podem veure una diferència estructural, ni mort o pèrdua cel·lular. Per tant crec que hi haurà dos tipus de malaltia. Pot ser que no estigui la barrera, però sí la diferenciació.

-La Memòria està associada a malalties neurodegeneratives com l’Alzheimer. Vostè ha treballat en això amb el premi Nobel Tonegawa, què aporta la optogenètica?

-La Memòria és un dels camps on la optogenètica està tenint un major impacte. I un dels líders és Tonegawa. La naturalesa de la memòria és una de les qüestions més interessants. És un patró d’activitat cel·lular o es tracta d’una distribució de connexions entre les neurones? La optogenètica va molt bé per comprendre-ho. Es pot utilitzar per recuperar o inhibir certs records. I no només això, sinó que pot canviar la resposta d’un individu a un record. És ciència bàsica però hi ha intents de relacionar tot això amb la malaltia d’Alzheimer. I encara que no és la meva àrea de treball, penso que és una part molt interessant.

-Es Poden traslladar a humans els estudis amb ratolins?

-És Cert que el cervell humà té una gran complexitat i hi ha regions que no tenen els ratolins, però la major part, les estructures bàsiques, són les mateixes. Les troballes de la optogenètica ja s’estan aplicant a humans.Estem veient nous tipus de tractaments basats en ella. Però no encara per a la memòria.

-¿Què Ha après sobre l’ansietat treballant amb optogenètica?

-Això És molt interessant, perquè l’estrès posttraumàtic es va considerar inicialment com un trastorn d’ansietat. I, però, no respon bé a la medicació que s’utilitza per l’ansietat. El que ajuda a molta gent amb estrès posttraumàtic és la teràpia cognitiva, en la qual als pacients se’ls ensenya a utilitzar els seus pensaments per controlar els seus símptomes. I el que implica és que hi ha parts del cervell on sorgeixen els pensaments que poden regular les parts profundes del cervell, on s’expressen pors i ansietats. Amb optogenètica hem trobat una connexió entre aquestes parts superiors del cervell, incloent l’escorça prefrontal, i una altra estructura profunda anomenada amígdala. I hem vist que aquesta connexió de l’escorça pot controlar de forma poderosa la por i l’ansietat. Això ha estat sorprenent perquè no es coneixia amb anterioritat i pot ajudar-nos a comprendre per què les teràpies cognitives poden ser una eina tan poderoses. També ajudarà a fer-les més potents encara.

-Llavors Què és millor, una teràpia o una pastilla?

-Això És molt rellevant. A Estats Units la majoria dels psiquiatres inclouen teràpia i medicació de forma conjunta i molts estudis indiquen que això és el millor. I la optogenètica ara ho corrobora.

En 2013 el laboratori de Deisseroth va idear una nova tècnica, anomenada Clarity, capaç de tornar transparent el cervell d’un rosegador o una mostra de teixit humà. Un dels primers teixits humans analitzats va ser d’un pacient amb autisme. I van veure que algunes de les neurones establien connexions entre si que no són habituals i que s’assemblen a les anomalies observades en cervells de persones amb síndrome de Down.

-Què Ha aportat aquesta tècnica que fa el cervell transparent?

-Encara Que és molt recent ja hi ha molts treballs amb aquest mètode.Per exemple, afegit a la optogenètica, hem trobat connexions que regulen la por i l’ansietat. I altres grups utilitzen Clarity per Alzheimer o esclerosi múltiple, encara que és aviat per tenir resultats.

-Ha Dissenyat dos mètodes que necessitava per estudiar el cervell.Està pensant ja en altres?

-Tinc Un laboratori a cavall entre la Facultat de Medicina i d’Enginyeria.Molts dels meus alumnes són enginyers i altres metges. I és així com m’agrada, perquè crea debats apassionants i d’aquí sorgeixen les idees.I, sí ja tenim noves coses en marxa, tot i que encara no puc dir res.

-Com Psiquiatre, què li aporta veure pacients per la seva investigació?

-Disfruto Exercint la psiquiatria i ajudar a alguns pacients és molt gratificant. I també ajuda a la ciència, perquè puc explicar als meus alumnes el que realment sent una persona amb autisme o depressió. I això ens ajuda a dissenyar els nostres experiments.

-Quin Seria el descobriment sobre li cervell que més impactant en els propers anys?

-El Major misteri i el més profund pot ser que encara estigui a dècades de distància o pot ser que mai arribem allà. Però hi ha hagut molts descobriments en els últims anys sobre els mecanismes mitjançant els quals les neurones donen lloc a comportament, fins i tot tan complex com les interaccions socials. Per tant imagino que això continuarà en els propers anys i arribarem a una comprensió més profunda de com el cervell genera el comportament. Preguntes molt profundes sobre la consciència, els sentiments, les sensacions subjectives pot ser que mai es resolguin.

-La Consciència es pot estudiar amb l’optogenètica?

-És Una qüestió molt interessant. És difícil per a un animal transmetre el que sent o de què és conscient. Només tenim el seu comportament. No obstant això, crec que és possible començar a abordar el moment en que alguna cosa passa de l’inconscient al conscient.

Como psiquiatra y neurocientífico, Deisseroth quería conocer cómo surgen las enfermedades psiquiátricas. Pero le faltaban herramientas, así que decidió «fabricarlas». Retomó una idea del investigador austriaco Gero Meisenböck, que había logrado un par de años antes introducir en neuronas una proteína capaz de convertir la luz en electricidad, que es precisamente el lenguaje del cerebro. Pero había inconvenientes técnicos que impedían su aplicación a gran escala en investigación. En 2005, Deisseroth y su colega Boyden aportaron la solución sustituyendo la proteína que utilizaba Meisenböck. El cambio funcionó y mediante luz láser lograron activar o desactivar grupos de neuronas a voluntad en animales de laboratorio y ver cómo eso afectaba a su comportamiento. Hoy la técnica está ampliamente difundida por los laboratorios de neurociencia de todo el mundo y ya está dando lugar a las primeras aplicaciones clínicas.

No se puede utilizar directamente en humanos, pero sí indicar nuevos caminos a seguir para corregir anomalías en el cerebro. La Fundación BBVA acaba de conceder a los tres investigadores el premio Fronteras del Conocimiento en Biomedicina. Deisseroth conversó con ABC sobre su trabajo.

—Hay una clara separación entre enfermedades mentales y neurológicas, ¿se mantendrá en el futuro?

—Tradicionalmente estaban en el mismo campo y sigue habiendo muchas conexiones. Yo estoy certificado por el Consejo Americano de Psiquiatría y Neurología y creo que hay una amplia creencia de que podrían volver a reunirse. Sin embargo, existen diferencias, porque en las enfermedades neurológicas hay un daño, mueren las células o son tan disfuncionales que la estructura del sistema queda alterada. En las enfermedades psiquiátricas no podemos ver una diferencia estructural, ni muerte o pérdida celular. Por tanto creo que habrá dos tipos de enfermedad. Puede que no permanezca la barrera, pero sí la diferenciación.

—La memoria está asociada a enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer. Usted ha trabajado en ello con el premio Nobel Tonegawa, ¿qué aporta la optogenética?

—La memoria es uno de los campos donde la optogenética está teniendo un mayor impacto. Y uno de los líderes es Tonegawa. La naturaleza de la memoria es una de las cuestiones más interesantes. ¿Es un patrón de actividad celular o se trata de una distribución de conexiones entre las neuronas? La optogenética va muy bien para comprenderlo. Puede utilizarse para recuperar o inhibir ciertos recuerdos. Y no solo eso, sino que puede cambiar la respuesta de un individuo a un recuerdo. Es ciencia básica pero hay intentos de relacionar todo esto con la enfermedad de Alzheimer. Y aunque no es mi área de trabajo, pienso que es una parte muy interesante.

—¿Se pueden trasladar a humanos los estudios con ratones?

—Es cierto que el cerebro humano tiene una gran complejidad y hay regiones que no tienen los ratones, pero la mayor parte, las estructuras básicas, son las mismas. Los hallazgos de la optogenética ya se están aplicando a humanos. Estamos viendo nuevos tipos de tratamientos basados en ella. Pero no todavía para la memoria.

—¿Qué ha aprendido sobre la ansiedad trabajando con optogenética?

—Esto es muy interesante, porque el estrés postraumático se consideró inicialmente como un trastorno de ansiedad. Y, sin embargo, no responde bien a la medicación que se utiliza para la ansiedad. Lo que ayuda a mucha gente con estrés postraumático es la terapia cognitiva, en la cual a los pacientes se les enseña a utilizar sus pensamientos para controlar sus síntomas. Y lo que implica es que hay partes del cerebro donde surgen los pensamientos que pueden regular las partes profundas del cerebro, donde se expresan miedos y ansiedades. Con optogenética hemos encontrado una conexión entre estas partes superiores del cerebro, incluyendo la corteza prefrontal, y otra estructura profunda denominada amígdala. Y hemos visto que esta conexión de la corteza puede controlar de forma poderosa el miedo y la ansiedad. Esto ha sido sorprendente porque no se conocía con anterioridad y puede ayudarnos a comprender por qué las terapias cognitivas pueden ser una herramienta tan poderosas. También ayudará a hacerlas más potentes aún.

—¿Entonces qué es mejor, una terapia o una pastilla?

—Esto es muy relevante. En Estados Unidos la mayoría de los psiquiatras incluyen terapia y medicación de forma conjunta y muchos estudios indican que esto es lo mejor. Y la optogenética ahora lo corrobora.

En 2013 el laboratorio de Deisseroth ideó una nueva técnica, llamada Clarity, capaz de volver transparente el cerebro de un roedor o una muestra de tejido humano. Uno de los primeros tejidos humanos analizados fue de un paciente con autismo. Y vieron que algunas de las neuronas establecían conexiones entre sí que no son habituales y que se parecen a las anomalías observadas en cerebros de personas con síndrome de Down.

—¿Qué ha aportado esta técnica que hace el cerebro transparente?

—Aunque es muy reciente ya hay muchos trabajos con este método. Por ejemplo, añadido a la optogenética, hemos encontrado conexiones que regulan el miedo y la ansiedad. Y otros grupos utilizan Clarity para alzhéimer o esclerosis múltiple, aunque es pronto para tener resultados.

—Ha diseñado dos métodos que necesitaba para estudiar el cerebro. ¿Está pensando ya en otros?

—Tengo un laboratorio a caballo entre la Facultad de Medicina y de Ingeniería. Muchos de mis alumnos son ingenieros y otros médicos. Y es así como me gusta, porque crea debates apasionantes y de ahí surgen las ideas. Y, sí ya tenemos nuevas cosas en marcha, aunque todavía no puedo decir nada.

—¿Cómo psiquiatra, qué le aporta ver pacientes para su investigación?

—Disfruto ejerciendo la psiquiatría y ayudar a algunos pacientes es sumamente gratificante. Y también ayuda a la ciencia, porque puedo explicar a mis alumnos lo que realmente siente una persona con autismo o depresión. Y eso nos ayuda a diseñar nuestros experimentos.

—¿Cuál sería el descubrimiento sobre le cerebro que más impactante en los próximos años?

—El mayor misterio y el más profundo puede que todavía esté a décadas de distancia o puede que jamás lleguemos allí. Pero ha habido muchos descubrimientos en los últimos años sobre los mecanismos mediante los cuales las neuronas dan lugar a comportamiento, incluso tan complejo como las interacciones sociales. Por tanto imagino que esto continuará en los próximos años y llegaremos a una comprensión más profunda de cómo el cerebro genera el comportamiento. Preguntas muy profundas sobre la consciencia, los sentimientos, las sensaciones subjetivas puede que nunca se resuelvan.

—¿La consciencia se puede estudiar con la optogenética?

—Es una cuestión muy interesante. Es difícil para un animal transmitir lo que siente o de qué es consciente. Solo tenemos su comportamiento. Sin embargo, creo que es posible empezar a abordar el momento en que algo pasa de lo inconsciente a lo consciente.

 

INFORMACIÓ ORIGINAL EXTRETA DE:
http://www.abc.es/ciencia/abci-karl-deisseroth-puede-nunca-logremos-entender-cerebro-201606202155_noticia.html

TRADUÏT AUTOMÁTICAMENT PER:
GOOGLE CHROME

 

 

INFORMACIÓN ORIGINAL EXTRAIDA DE:
http://www.abc.es/ciencia/abci-karl-deisseroth-puede-nunca-logremos-entender-cerebro-201606202155_noticia.html