El Dr. Walter J. Koroshetz ha estado fascinado con el cerebro y su funcionamiento desde joven. Esta curiosidad, provocada por un encuentro casual con un libro sobre psiquiatría, inspiró una exitosa carrera en neurología y neurociencia. Ahora dirige el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS), una fuerza impulsora detrás de las investigaciones del cerebro en los Estados Unidos. El Dr. Koroshetz habló con la revista MedlinePlus de los NIH sobre su pasión por el cerebro, su camino hacia el NINDS y cómo la Iniciativa de la investigación del cerebro mediante el avance de innovadoras neurotecnologías® o la Iniciativa BRAIN® (en inglés), está transformando la forma como entendemos el cerebro.
Cuéntenos sobre su experiencia y por qué decidió estudiar el cerebro.
Crecí en Brooklyn, Nueva York, y me interesé por el cerebro en octavo o noveno grado. Tenía curiosidad por saber por qué las personas somos tan diferentes. Fui a la biblioteca un día lluvioso y tomé el libro más grande que encontré, que era un libro sobre psiquiatría. El primer capítulo trataba de cómo las células del cerebro se comunican mediante el movimiento de iones a través de las membranas que encierran las células nerviosas. Este aspecto de la biología me fascinó y pasé años trabajando en laboratorios de biología de las membranas.
Además, mi papá se enfermó gravemente con el Síndrome de Guillain-Barré (una afección poco común y grave que afecta los nervios y causa parálisis). Estuvo en el hospital durante unos seis meses. Por suerte logró salir. Estoy seguro de que eso también tuvo algo que ver con mi interés por el cerebro y el sistema nervioso.
Usted entró al NINDS en el 2007. ¿Cómo llegó aquí?
Fue algo muy casual. Había sido neurólogo y neurocientífico en el Hospital General de Massachusetts (MGH) en Boston por 27 años. Estaba en un punto de mi carrera en el que me consideraban para presidir departamentos y me ofrecieron un par de puestos. Hablé con un amigo y colega que había dejado el MGH para convertirse en catedrático en otra universidad. Resulta que su esposa era Story Landis, Ph.D., directora del NINDS en ese momento. Mi amigo me dijo: "¡Tengo un trabajo mejor para ti!" Y eso era cierto. Llegué como subdirector del NINDS con la Dr. Landis y me alegro de haberlo hecho. No fue planeado, simplemente sucedió. (Nota del editor: El Dr. Koroshetz se convirtió en Director del NINDS cuando la Dr. Landis se jubiló en 2014).
El cerebro es un órgano único (en inglés). Es tanto funcional (controla las habilidades motoras, la respiración y otros procesos corporales) como psicológico (es responsable de nuestro intelecto, memoria, personalidad y estado de ánimo).
¿Qué es lo que desearía que más personas entendieran sobre el cerebro?
No hay nada que hagamos o experimentemos que no involucre el cerebro. Si el cerebro no funciona, los comportamientos no van a ser normales. A veces nos apresuramos a culpar a la persona por el comportamiento disfuncional cuando hay un trastorno cerebral. Esto puede crear un gran estigma y obstaculizar el tratamiento necesario.
Hay muchos trastornos en los que los circuitos cerebrales se ven gravemente afectados. Es importante comprender que todos estos son trastornos, ya sea que se puedan analizar o no bajo el microscopio.
"No hay nada que hagamos o experimentemos que no involucre el cerebro. Si el cerebro no funciona, los comportamientos no van a ser normales. A veces nos apresuramos a culpar a la persona por el comportamiento disfuncional cuando hay un trastorno cerebral. Esto puede crear un gran estigma y obstaculizar el tratamiento necesario."
¿Cómo colabora el NINDS con otros institutos que se ocupan del cerebro, como el Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH) y ¿qué diferencia al NINDS?
La neurociencia en sí misma es un área enorme de enfoque aquí en los NIH y está financiada por diferentes institutos. El Instituto Nacional sobre el Envejecimiento investiga la enfermedad de Alzheimer y el NINDS trabaja con ellos en esa y otras enfermedades neurodegenerativas. También trabajamos con el Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas (NIDA). Las drogas, como los opioides, cambian los circuitos del cerebro, por lo que la adicción también es realmente un problema cerebral. Colaboramos estrechamente con el NIDA en la Iniciativa Cómo ayudar a acabar con la adicción a largo plazo®, o HEAL Initiative® de los NIH: nosotros nos enfocamos en el dolor y ellos trabajan en la adicción.
Los neurólogos consideran la salud mental como un trastorno neurológico sin causa conocida. Todos estos son trastornos cerebrales, pero en neurología tendemos a enfocarnos en la patología dentro del cerebro, algo que se puede ver bajo un microscopio. Sin embargo, incluso en esos casos el paciente siempre sufre un circuito disfuncional. En psiquiatría, ha sido difícil identificar el problema del circuito porque no hay nada que ver en el cerebro; no es nada que se pueda observar bajo un microscopio.
Los problemas que se observan en personas que padecen trastornos neurológicos, mentales y por abuso de sustancias ocurren porque algo está interrumpiendo el desarrollo o la función del circuito. Por eso el Iniciativa BRAIN es tan importante. La dirigen varios institutos, pero principalmente el NINDS y el NIMH, y se enfoca en comprender cómo mapear, monitorear y modular (cambiar o alterar) circuitos en el cerebro. La Iniciativa BRAIN realmente está fusionando los campos de la neurología y la psiquiatría.
El Dr. Koroshetz (extremo izquierdo) se reúne con otros directores de los institutos de los NIH en la 5a Reunión científica anual de la iniciativa HEAL.
La Iniciativa BRAIN está ahora en su undécimo año y usted ha estado en el NINDS desde que comenzó. ¿Cuáles diría que son algunos de los hallazgos o descubrimientos más importantes de esa iniciativa?
La Iniciativa BRAIN fue una gran idea cuando la Casa Blanca la anunció por primera vez en el 2013, pero realmente ha desafiado todas las expectativas. Ha habido tantos avances sorprendentes.
El mayor avance fue poder codificar con barras y secuenciar el ARN de células cerebrales individuales. Esto permitió a los científicos identificar y categorizar diferentes tipos de células de manera muy rápida y eficaz, lo que hizo posible crear una biblioteca de todos los tipos de células diferentes en cerebros animales y humanos. (Un tipo de célula es una forma de categorizar la célula en función de sus características y funciones específicas en el organismo).
Después, los investigadores de la Iniciativa BRAIN empezaron a analizar el tejido cerebral de individuos fallecidos para encontrar patrones únicos de expresión genética (cómo se activan y desactivan los genes) en diferentes tipos de células. Este es un avance increíble que se está usando ahora para estudiar una serie de enfermedades cerebrales.
Una vez que se conoce el tipo de célula, se pueden buscar cambios en su actual estado. Estas imágenes nos dicen cómo está funcionando la célula en un momento determinado, lo que puede ayudarnos a encontrar cambios asociados con una enfermedad específica. Por ejemplo, al observar una población de neuronas de dopamina en el cerebro de alguien con enfermedad de Parkinson los científicos pueden observar una variedad de estados o estados de salud. Es posible que se vea algunas que acaban de morir, algunas que están estresadas o disfuncionales y pueden morir pronto, y otras que están sanas y funcionales. Poder ver todo esto a la vez es una herramienta poderosa para descubrir qué está causando la muerte de estas células.
Luego, resulta que también se pueden identificar partes del genoma llamado “promotores” o “potenciadores”, que regulan cuándo, dónde y cuánto se expresa un determinado gen. Al unir genes modificados genéticamente a estos promotores y potenciadores, podemos hacer cambios en tipos de células específicos de manera precisa. En ratones, los científicos usan este método para activar o desactivar las células nerviosas (hacer que se disparen o dejen de hacerlo) y transformar las células enfermas en células sanas. El desafío es descubrir cómo administrar eficazmente estos tratamientos al cerebro humano. La Iniciativa BRAIN también está trabajando en eso. En conjunto, todo esto cambiará la forma en que tratamos las enfermedades cerebrales.
El NINDS está al frente en el uso de nuevas tecnologías para estudiar el cerebro. ¿Qué tecnología le entusiasma personalmente y por qué?
Es otra herramienta que surgió de la Iniciativa BRAIN: optogenética. Los científicos pueden agregar genes de algas a las células cerebrales, lo que hace que las células produzcan proteínas que reaccionan a la luz. Al iluminar estas células, podemos encenderlas o apagarlas. Esto nos permite manipular células específicas (en inglés) dentro del circuito cerebral de un animal que está alerta y activo. Otros genes hacen que la célula se ilumine cuando está activa, de modo que podemos ver qué células se activan durante un determinado comportamiento.
Cada vez que alguien hace algo, las células se activan en todo el cerebro porque están interconectadas. Antes de la Iniciativa BRAIN, los científicos utilizaron electrodos para estudiar la actividad cerebral, pero solo pudieron monitorear unas pocas neuronas durante una actividad. Con estas nuevas tecnologías podemos grabar millones de neuronas a la vez.
Actualmente, estas herramientas sólo se usan en las investigaciones con animales. El siguiente paso es pasar a usarlas para comprender los comportamientos de los seres humanos.
"El verdadero crédito es para los pacientes que he tenido el privilegio de cuidar a lo largo de mi carrera y los participantes involucrados en las investigaciones. Ellos son los que realmente están haciendo el trabajo y merecen el crédito."
¿Cómo podrían usarse estas tecnologías para tratar trastornos neurológicos o mejorar el estado general de salud?
De muchas maneras. Por ejemplo, hay áreas profundas del cerebro relacionadas con el dolor. Si se estimulan esas zonas, desaparece el dolor. Los investigadores ya están utilizando técnicas de estimulación eléctrica (en inglés) para tratar afecciones como la depresión y el dolor crónico. Están desarrollando un proceso en el que se estimula el cerebro para detener los síntomas, como la rigidez muscular o el temblor. Sin embargo, esta técnica no es tan precisa como lo que podemos hacer con las tecnologías que los investigadores de la Iniciativa BRAIN están utilizando actualmente en modelos de ratón.
¿Hay algún otro aspecto de su trabajo que le gustaría resaltar?
El verdadero crédito es para los pacientes que he tenido el privilegio de cuidar a lo largo de mi carrera y los participantes involucrados en las investigaciones. Ellos son los que realmente están haciendo el trabajo y merecen el crédito.
En los NIH, la mayor parte del trabajo con pacientes se realiza en estudios de investigación con miles de participantes. E incluso con todos los avances que tenemos, por cada persona que salvamos todavía hay miles para las que no tenemos tratamiento. Seguimos trabajando para ellos, intentando ir uno por uno. Sin embargo, creo que el futuro se ve mucho más brillante.
¿Cómo se desconecta del trabajo para darle a su cerebro un descanso?
Voy al parque con mi nieto de dos años y lo ayudo a deslizarse por el tobogán. Es muy divertido volver a tener dos años.
La Iniciativa de la investigación del cerebro mediante el avance de innovadoras neurotecnologías ®La Iniciativa BRAIN®, la iniciativa HEAL de los NIH y la Iniciativa Cómo ayudar a acabar con la adicción a largo plazo son marcas comerciales registradas del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos.
