“El cerebro es un objeto”

Barry Richmond, quien actualmente dirige la Sección “Neural Coding and Computation” del Laboratorio de Neuropsicología de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos, estuvo en la Facultad invitado para participar del encuentro “Topics in neuroscience”, organizado en el Departamento de Física.

En agosto de 2004, los medios periodísticos de todo el mundo se hicieron eco de los resultados de un experimento publicado en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences. Aquella famosa experiencia consistió esencialmente en modificar el comportamiento de un grupo de monos por medio de una técnica genética. Mediante la inyección de un fragmento específico de ADN en una región de la corteza cerebral, el equipo del doctor Barry Richmond, de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos, había conseguido en micos lo que algunos jefes desearían lograr con sus empleados: que no dejen las cosas para último momento.

Para ello, suprimieron temporalmente la producción de un receptor de la dopamina, que es una sustancia involucrada en numerosas funciones cerebrales, algunas de ellas relacionadas con el comportamiento y la cognición como, por ejemplo, los procesos de motivación y de recompensa. Al no disponer de receptores sobre los cuales actuar, la dopamina no puede ejercer sus efectos. El resultado: los monos que habían recibido el tratamiento genético no pudieron aprender las señales que les hubieran permitido predecir el momento de la recompensa. Habían perdido la capacidad de efectuar el balance entre la distancia que hay hasta la recompensa y la cantidad de trabajo requerido para llegar a ella: “Normalmente, los micos y las personas tienden a aplazar el trabajo cuando tienen mucho tiempo para hacerlo y trabajan mejor cuando la recompensa está más cerca. Los monos bajo la influencia del tratamiento no dejaron las cosas para más tarde”, declaraba entonces Barry Richmond.

Invitado por el doctor Pablo Balenzuela -investigador del Conicet en el Departamento de Física- para participar del encuentro “Topics in neuroscience”, el especialista norteamericano conversó con el Cable.

– ¿Cómo continuó la línea de trabajo en la que efectuó aquel famoso experimento con monos en el año 2004?

– Desde 2004, cuando publicamos aquel trabajo sobre manipulación de la motivación en los monos, nos dedicamos principalmente a hacer más trabajo teórico. En esa línea, estamos tratando de comprender cómo lograr una buena descripción de las circunstancias que, en el muy reducido mundo mental de los monos, llevan a la motivación, al comportamiento motivado. Intentamos responder a la pregunta de por qué estamos motivados a hacer algunas cosas y otras no. Y estamos tratando de hacer, en términos teóricos, una buena descripción de esos eventos, determinar las bases teóricas acerca de cómo la motivación se representa en el cerebro. Por otro lado, estamos haciendo también algún trabajo con las técnicas genéticas, pero eso no está todavía finalizado, y por lo tanto no hay mucho para decir acerca de ese desarrollo.

– ¿En qué se diferencian las técnicas genéticas que utilizan ustedes con las que se emplean en la terapia génica?

– Lo que nosotros estamos haciendo no es terapia génica porque el material genético que utilizamos no provoca cambios permanentes en la célula. La terapia génica está dirigida a efectuar un cambio en el ADN de la célula para corregir un defecto genético de manera permanente. La técnica que nosotros utilizamos fue diseñada para provocar cambios transitorios en la célula. Porque el ADN que inyectamos en el cerebro de los monos tiene una estructura que hace improbable que se incorpore al material genético de la célula de manera permanente. En realidad, posee una estructura que lo hace susceptible de ser destruido lentamente por las enzimas normales del citoplasma celular. Y, debido a este diseño, es inadecuado para terapia génica. Fue diseñado para ser destruido, pero para ser destruido lentamente.

– ¿De qué manera funciona esta técnica para reducir temporalmente la producción del receptor a dopamina?

– La hipótesis acerca de por qué esto funciona es que el material genético que inyectamos es transcripto en un RNA que es complementario al ARN mensajero (ARNm) de las células que codifica para la proteína del receptor D2 (N. de la R.: es una de las dos clases conocidas de receptores de dopamina). Se uniría al ARN haciéndolo indisponible para fabricar la proteína. Esa es una hipótesis acerca de por qué funciona. No conocemos el mecanismo específico por el que funciona, pero sí sabemos que cuando este material es inyectado, es incorporado a las neuronas, y que el RNAm que codifica para el receptor D2 es reducido significativamente de manera temporal.

– ¿Qué aplicaciones futuras podría tener esta línea de trabajo sobre motivación?

– Hay varias razones para estar interesado en esto. Una de las principales razones es que los defectos en la motivación se ven en un motón de desórdenes emocionales serios, como por ejemplo la depresión. Por lo tanto, es importante tratar de comprender el circuito cerebral que rige el comportamiento motivado, tratar de encontrar las claves acerca de cuán importante es la estructura del cerebro en los mecanismos cerebrales, sean estos normales o funcionalmente anormales, como en el caso de personas deprimidas o con otros desórdenes emocionales. Por ejemplo, las personas con trastornos obsesivos compulsivos tienen un desorden motivacional. Ellos pueden estar haciendo las mismas cosas de manera repetida varias veces, aun cuando no quedan satisfechas. Otra razón de mi interés sobre este tema, es que esta línea de trabajo, además de tener aspectos biológicos interesantes, tiene aspectos teóricos que, en la colaboración con físicos y matemáticos, me resultan muy interesantes de analizar.

– Usted dirige el grupo de neural coding and computation en el NIH. ¿Podría explicar qué significa neural coding?

– Neural coding es el estudio acerca de cómo las neuronas codifican la información para generar una representación en el cerebro. Por ejemplo, nosotros buscamos entender cómo y en qué lugar del cerebro se integran las diferentes partes que componen un estímulo visual. La idea básica que subyace a todo esto es que el cerebro es una máquina que procesa información y que los elementos básicos de esa máquina son las neuronas; y nosotros queremos comprender cómo las neuronas codifican la información, la transforman, y posibilitan las fantásticas propiedades del cerebro. Por ejemplo, yo puedo programar una máquina para que cuente las baldosas que hay en el piso y, tanto usted como yo, como la máquina podríamos hacerlo bien. Pero si yo le pido a una máquina que observe este salón y me diga qué elementos de este salón son tan importantes como para que yo les preste atención, no hay manera de que lo haga. Usted y yo podremos resolver ese problema, quizás con resultados ligeramente diferentes. Pero no hay forma de que una máquina responda esa pregunta.

– ¿Será eso posible alguna vez?

– ¿Si eso ocurrirá? Creo que sí, algún día. Porque creo, y ésta es mi creencia fundamental, que el cerebro es un objeto físico. Puede ser un objeto complicado, pero es un objeto al fin y, como tal, yo creo que puede ser comprendido. Y los físicos en esto son muy importantes porque tienen la formación para entender objetos físicos complejos y darnos una estructura formal de ese objeto y de cómo codifica y transmite la información.

– Cuando se llegue a ese momento ¿no se hablaría más del alma?

– Yo diría que el alma es una propiedad emergente de los objetos físicos complicados. ¿Existe el alma? En esencia, creo que sí. ¿Es algo místico? Yo pensaría que no. Pero quiero aclarar algo que me parece muy importante: el hecho de que el cerebro sea un objeto físico no quiere decir que si nosotros pudiéramos describir muy precisamente su estado en este momento podríamos predecir cuál va a ser su estado exacto dentro de una hora. Que sea un objeto físico no significa que sea un sistema determinístico. A lo sumo, podrá conocerse una cierta distribución de probabilidades de lo que puede suceder en el cerebro en el futuro. Y eso, para mí, es una descripción completa de ese objeto físico. Es como el caso de la gente que maneja un casino: ellos no saben si un jugador va a ganar o va a perder, pero ellos sí saben que, en promedio, cada año van a ganar dinero. Esta sería una buena descripción de lo que creo que podríamos obtener del cerebro humano, y no es poco.

– ¿Por qué decidió dedicarse a la ciencia básica en lugar de practicar la medicina?

– En el día a día, practicar la medicina es estimulante porque casi todos los días se puede ayudar a alguien a vivir, al menos, un poco mejor. Pero, en el largo plazo, encontré mucho más interesante hacer investigación básica, porque la idea de hacer un descubrimiento, de saber algo que nadie en la historia de la humanidad había conocido antes, aun cuando pueda ser algo pequeño, es una idea muy estimulante.

– Pero, aún así, ¿por qué eligió dedicarse al neural coding, algo mucho más relacionado con la física y las matemáticas que con la biología?

– En realidad, fue un accidente. Yo comencé trabajando en neurofisiología, pensando que eso era a lo que me iba a dedicar a lo largo de toda mi carrera. Pero a la hora de interpretar unos resultados me encontré con que no existía una buena metodología para describirlos. Entonces convencí a un colega para tratar de estudiar este problema del código neural, de cómo la actividad neuronal se integra en un todo. Nos llevó siete años publicar los primeros papers, y me gusta creer que esos trabajos están entre las bases fundamentales de lo que fue un cambio grande en la forma de estudiar el neural coding. Por otro lado, mi formación en la universidad tuvo una fuerte componente de física, matemática y química, y eso me ha gustado mucho, y ha hecho que mi background sea fuerte en ese sentido, y eso ayuda a que cuando estoy ante un sistema biológico lo vea como un dispositivo físico que necesita ser entendido no sólo cualitativamente sino, también, cuantitativamente.

– ¿Cómo evalúa el trabajo científico que se hace en la Argentina?

– Es de muy alta calidad. Antes de estar aquí visité el Centro Atómico Bariloche, y tanto allá como aquí están haciendo ciencia de primer nivel Están realizando un trabajo verdaderamente muy interesante, y los seminarios que presencié en este encuentro fueron de muy alto nivel. Me gustaría continuar la interacción con estas personas en el futuro, porque nuestras áreas de trabajo se superponen y porque la cantidad de gente que trabaja en esto en todo el mundo es muy pequeña, como máximo cien personas. Y la ciencia tiene un aspecto social en donde la vinculación y la discusión de ideas entre las personas que trabajan en el mismo campo son importantísimas para hacer progresar el conocimiento.

Fuente: El Cable Nro. 700