Karl Deisseroth: ¡°Nuestro entendimiento como seres humanos y animales viene de las plantas¡±
El neurocient¨ªfico, pionero de la optogen¨¦tica, una revolucionaria t¨¦cnica para manipular neuronas con gran precisi¨®n, acaba de publicar un libro sobre la historia de las emociones
Dice Karl Deisseroth que una de sus principales influencias para escribir su primer libro, Projections: A Story of Human Emotions (proyecciones: una historia de las emociones humanas), fue El sistema peri¨®dico, la obra de culto donde Primo Levi une historias personales con elementos qu¨ªmicos de la tabla peri¨®dica y que es calificado como uno de los mejores escritos sobre la ciencia.
Deisseroth (Boston, 1971), profesor de bioingenier¨ªa y psiquiatr¨ªa en la Universidad de Stanford, nunca ha ocultado su pasi¨®n en la literatura. Es una pasi¨®n que trasluce en su libro (publicado en junio y a¨²n sin traducci¨®n al espa?ol), en el que mezcla casos de pacientes con los que se ha topado en sus a?os de experiencia como psiquiatra con las ense?anzas que le ha tra¨ªdo la optogen¨¦tica. La t¨¦cnica de la que es padre ¡ªjunto a un pu?ado de cient¨ªficos¡ª desde el a?o 2004 es lo m¨¢s revolucionario que le ha pasado a la neurociencia en las ¨²ltimas d¨¦cadas.
La optogen¨¦tica consiste en la manipulaci¨®n con gran precisi¨®n de neuronas a trav¨¦s de la luz y abre una nueva puerta al misterio dentro de nuestra cabeza. Ha hecho que ciegos reaccionen nuevamente a la luz y ha conseguido afectar las elecciones de comportamiento de un mam¨ªfero, lo que significa todo un nuevo campo de aplicaci¨®n para la psiquiatr¨ªa y las enfermedades mentales.
Deisseroth recibe a EL PA?S una ma?ana de julio en su oficina dentro del laboratorio ubicado en Palo Alto (California), donde se desarrolla la tecnolog¨ªa que permite seguir despejando los misterios de nuestro cerebro.
PREGUNTA. Adem¨¢s de cient¨ªfico es usted un apasionado de las letras. ?Desarroll¨® su amor por la literatura escribiendo su primer libro?
RESPUESTA. Eso me viene desde cuando era muy peque?o. Le¨ªa literatura y poes¨ªa mucho antes de convertirme en cient¨ªfico, me interesaba mucho c¨®mo una sola palabra o una frase en el contexto adecuado pod¨ªa evocar o remover emociones de una forma muy fuerte y precisa. Las emociones pod¨ªan ser diferentes al sentido literal de una palabra. Era algo que me llamaba la atenci¨®n de la poes¨ªa. Una palabra sin un sentido sem¨¢ntico en una oraci¨®n era muy potente con las emociones. Pero s¨ª descubr¨ª cosas de m¨ª escribiendo este libro.
P. ?Qu¨¦ le llev¨® a escribirlo?
R. El primer cap¨ªtulo lo escrib¨ª hace 20 a?os, un poco despu¨¦s del 11 de septiembre de 2001. Tuve un paciente que desarroll¨® episodios maniacos justo despu¨¦s del 11-S. Era alguien que viv¨ªa en Estados Unidos, pero que no fue directamente afectado por los hechos de aquel d¨ªa. Nunca hab¨ªa tenido ¡ªni ¨¦l ni nadie de su familia¡ª un antecedente psiqui¨¢trico. Dos semanas despu¨¦s de los atentados entr¨® en un estado de desorden bipolar: dej¨® de dormir, ten¨ªa mucha energ¨ªa, cambios de humor. Estaba retirado y ya no ten¨ªa edad para ello, pero se lo pasaba escribiendo cartas para entrar al ej¨¦rcito. Estaba en un estado elevado. Despu¨¦s fue demasiado lejos y se convirti¨® en un riesgo para ¨¦l y su familia, algo que sucede a menudo en este tipo de pacientes. El caso me intrig¨® porque ¨¦l expresaba y sent¨ªa emociones poderosas y m¨¢s potentes que lo que hab¨ªa sentido antes, pero esto era un problema. Me provoc¨® algunas preguntas ¨¦ticas y filos¨®ficas. ?C¨®mo defines una enfermedad? ?C¨®mo la tratas? ?Por qu¨¦ existe algo as¨ª en la humanidad? Y escrib¨ª algo sobre ello.
P. Tres a?os despu¨¦s hizo el primer experimento de optogen¨¦tica, que es lo m¨¢s importante que ha pasado recientemente en la neurociencia. ?Necesitaba esta obra para hacerla m¨¢s comprensible?
R. La optogen¨¦tica ha despertado siempre mucha curiosidad a la mayor¨ªa del p¨²blico. Hubo historias en diferentes peri¨®dicos alrededor del mundo. Es un concepto accesible, pero no se hab¨ªa logrado su conexi¨®n con la psiquiatr¨ªa, lo que abre todo un nuevo campo de inter¨¦s. Hab¨ªamos estudiado siempre la ansiedad en animales, pero la verdadera conexi¨®n con el humano es algo que no hab¨ªa podido desarrollar. Eso es algo muy valioso que el libro puede hacer y los art¨ªculos cient¨ªficos, no.
P. Y le da un sentido de urgencia llamando a la t¨¦cnica ¡°una suplantaci¨®n de la mano err¨¢tica de la evoluci¨®n¡±.
R. Ninguno de los hallazgos hubiesen llegado sin el sentido de urgencia. Siento que parte de esta viene desde la psiquiatr¨ªa. Hay tan?ta necesidad y sufrimiento¡ Pero la comprensi¨®n de las mismas es muy limitada. No tenemos el entendimiento b¨¢sico del cerebro como s¨ª lo tenemos del coraz¨®n, por ejemplo. Ahora nos parece obvio que el coraz¨®n es una bomba, pero eso lo sabemos solo desde hace 400 o 500 a?os. Del cerebro no tenemos ese nivel b¨¢sico de comprensi¨®n. Pensemos en la man¨ªa. ?Qu¨¦ es? ?C¨®mo es f¨ªsicamente? ?Por qu¨¦ sucede? Debemos tener entendimientos b¨¢sicos para poder avanzar. El cerebro es muy interesante. Es donde suceden cosas misteriosas y asombrosas.
P. Pero ha habido avances. La optogen¨¦tica ha cumplido una d¨¦cada¡
R. S¨ª, nos ha revelado c¨®mo est¨¢ construido nuestro yo interior, pero para llegar a ese punto tuvimos que construir sobre 150 a?os de la ciencia m¨¢s b¨¢sica, donde la gente experimentaba y hurgaba en cosas que cre¨ªa interesantes y maravillosas. Las ra¨ªces m¨¢s profundas de esto vienen de la bot¨¢nica. Esto resulta muy sorprendente para muchos: que el entendimiento de nosotros mismos como seres humanos y animales en verdad venga de las plantas. Un cient¨ªfico ruso de mediados de 1800 llamado Andr¨¦i Famintsyn estudiaba algas en un r¨ªo de agua dulce. Not¨® que la alga de una sola c¨¦lula se pod¨ªa mover. Si proyectabas una luz brillante retroced¨ªa un poco y encontraba el nivel de luz que era m¨¢s adecuado para ella. Las algas hac¨ªan eso utilizando unas mol¨¦culas que son canales de iones que se activan con luz. En la optogen¨¦tica dijimos: hay una prote¨ªna que tiene esta planta y est¨¢ encriptada en el ADN. ?Qu¨¦ tal si usamos ese c¨®digo para ponerlo en una neurona o un grupo de neuronas de un mam¨ªfero? Y vimos algunas c¨¦lulas que respond¨ªan directamente a la luz. Ahora podemos iluminar con fibra ¨®ptica y accionar las c¨¦lulas que tienen este gen del alga. Podemos utilizar esto en modelos de enfermedades psiqui¨¢tricas: ansiedad, adicciones, estados elevados de energ¨ªa, agresi¨®n. Pero nada hubiera sido posible sin un bot¨¢nico del siglo XIX observando algas.
P. Han llegado a un nivel muy preciso donde pueden controlar una sola c¨¦lula. ?Qu¨¦ significa esto?
R. En 2011 o 2012 lo logramos, pero no hab¨ªamos desarrollado la tecnolog¨ªa que lo conectara al comportamiento (con lo que poder decir: ¡°Estas c¨¦lulas afectan a esta conducta¡±). Eso tom¨® mucho tiempo. En 2019 lo logramos y publicamos una serie de art¨ªculos que mostraban que pod¨ªas controlar 1, o 2, o 10 o 20 c¨¦lulas individuales. Pod¨ªamos jugar con todo un ensamble de c¨¦lulas y patrones y ver c¨®mo afectaban las elecciones de comportamiento en mam¨ªferos. Vimos la competencia entre dos impulsos b¨¢sicos como alimentarse y la conducta social. Pod¨ªas activar c¨¦lulas de uno u otro y ver c¨®mo afectaban las decisiones que uno hace. Esto es muy relevante para los des¨®rdenes alimenticios.
P. ?Qu¨¦ otros experimentos han hecho?
R. Pudimos presentarle una percepci¨®n a un rat¨®n entrando a su c¨®rtex visual, la parte trasera del cerebro, la primera que recibe la entrada visual. Algunas c¨¦lulas solo responden a est¨ªmulos visuales en formas verticales, y otras solo a formas horizontales. Le mostramos barras verticales. Despu¨¦s las quitamos totalmente y, usando la optogen¨¦tica, este animal inmediatamente actu¨® como si estuviera viendo las barras. Esto nos ha mostrado, de forma cuantitativa, c¨®mo la percepci¨®n puede ser iniciada en el cerebro. Puede ser un juego mientras entre 4 y 20 c¨¦lulas hablen juntas por s¨ª mismas. Que un n¨²mero tan peque?o de c¨¦lulas afecten a todo el cerebro es muy interesante y sorprendente.
P. Tiene un gran impacto en la construcci¨®n del yo y de la realidad.
R. Es un tema que atraviesa muchas de las historias de Projections. El cap¨ªtulo sobre trastorno l¨ªmite de la personalidad, el de demencia y el de des¨®rdenes alimenticios. La construcci¨®n del yo es algo que todos pensamos y nos gustar¨ªa entender. Y la construcci¨®n de la realidad tambi¨¦n es muy interesante. Est¨¢ presente en el cap¨ªtulo de la esquizofrenia, la psicosis de la realidad alterada. Es muy interesante por muchos motivos, pues tiene que ver con la filosof¨ªa y la ¨¦tica. Todo viene de un grupo de c¨¦lulas en el cerebro y la optogen¨¦tica nos da una ventana para ver c¨®mo funciona.
P. La t¨¦cnica ya ha comenzado a aplicarse en humanos.
R. Hace 10 a?os comenzamos a hacer experimentos, con mi colega suizo Botond Roska, de retinas que hab¨ªan sido retiradas a cad¨¢veres recientemente fallecidos. Y as¨ª como nos tom¨® un tiempo llegar a controlar una sola c¨¦lula, este a?o Roska public¨® un art¨ªculo sobre personas vivas que sufr¨ªan la degeneraci¨®n de la retina. El mismo principio funcionaba y pod¨ªa conferir alguna reacci¨®n a la luz de una persona que era invidente. A pesar de lo genial que suena todo esto, hay que ser cautos. Mucha gente quiere empezar a hacer todo tipo de cosas ya. La raz¨®n por la que se hizo primero con el ojo es que sabemos su funcionamiento y conocemos las c¨¦lulas que podemos usar para afectar la visi¨®n. Lo que funciona m¨¢s profundamente en el cerebro es m¨¢s misterioso. Debemos ir m¨¢s all¨¢.
Entre la neurociencia y la psiquiatr¨ªa
Karl Deisseroth conoci¨® a Mateo, de 26 a?os, una noche en el hospital. Al joven lo hab¨ªan llevado al centro sus tres hermanos. Deisseroth estaba encargado de la guardia de psiquiatr¨ªa cuando llegaron a urgencias. En la consulta, Mateo le confes¨® a qu¨¦ se deb¨ªa la visita. ¡°?Por qu¨¦ estoy aqu¨ª esta noche?¡±, le dijo, quit¨¢ndose los lentes. ¡°Porque no s¨¦ por qu¨¦ no puedo llorar¡±. Dos meses antes, el hombre hab¨ªa perdido a su mujer embarazada en un accidente de carretera cuando volv¨ªan de una escapada rom¨¢ntica del norte de California. Mateo iba conduciendo la camioneta y no pudo salvar la vida de su pareja. Y tampoco pod¨ªa llorar su muerte.
¡°El llanto emocional no puede ser bien estudiado en los animales¡±, escribe Karl Deisseroth en 'Projections', que a¨²n aguarda la traducci¨®n al castellano y que se ha traducido como 'Connections' (conexiones) para el p¨²blico brit¨¢nico. ¡°Las l¨¢grimas de emoci¨®n que experimentamos no est¨¢n presentes entre nuestros parientes cercanos de la familia de los monos; la raz¨®n es un misterio¡±, a?ade el profesor de bioingenier¨ªa de la Universidad de Stanford.
La historia de Mateo encontraba ecos con un triste caso que el psiquiatra se top¨® en sus a?os de residente de una ni?a de cuatro a?os que ten¨ªa visi¨®n doble.
La relaci¨®n entre los pacientes la revelar¨ªa a?os despu¨¦s la revolucionaria t¨¦cnica de la optogen¨¦tica. ¡°Cada uno [de ellos] ten¨ªa una enfermedad que hab¨ªa interrumpido una harmon¨ªa interna en casi el mismo profundo punto, en una de las m¨¢s antiguas regiones del cerebro¡±, escribe Deisseroth. El problema de ambos se hallaba en la base del cr¨¢neo, en el llamado puente de Varolio o 'pons'.
El caso, sobre todo, permit¨ªa al autor desarrollar su particular teor¨ªa de que la neurociencia y la psiquiatr¨ªa se nutren mutuamente, una de las ideas centrales de 'Proyecciones'.
¡°Quer¨ªa cubrir la mayor¨ªa de los s¨ªntomas que dominan la psiquiatr¨ªa¡±, explica Deisseroth sobre su libro, que ha obtenido excelentes cr¨ªticas y ha sido muy bien recibido entre los aficionados a la divulgaci¨®n. El cient¨ªfico teje en la obra su experiencia como psiquiatra cl¨ªnico con los a?os de investigaci¨®n que desarrolla en el laboratorio James H. Clark en Palo Alto. ¡°Mi perspectiva es tambi¨¦n que el trabajo cl¨ªnico ha guiado poderosamente mi pensamiento cient¨ªfico¡±, asegura Deisseroth, quien no deja de subrayar lo fascinante que resulta que una serie de experimentos realizados en el cerebro de peces y roedores hayan abierto nuevas puertas a entender lo que hay detr¨¢s de experiencias del sufrimiento humano.
El libro de Karl Deisseroth ¡ªque se lee como una memoria de un brillante cient¨ªfico¡ª est¨¢ lleno de historias de pacientes cuyos nombres y datos generales han sido cambiados. Estas permiten profundizar en siete cap¨ªtulos la comprensi¨®n de la anorexia y bulimia, la depresi¨®n, la man¨ªa, el autismo, la demencia senil, la esquizofrenia y la psicosis. Todos ellos grandes males diagnosticados en el mundo moderno que a¨²n guardan muchos misterios, pero que tienen un mismo origen compartido en el cerebro.
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