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Comprender las emociones detrás de los recuerdos
Líder intelectualProfesora Kay TyeInstituto Wylie Vale-StuhlSalk de Estudios Biológicos En esta entrevista, hablamos con la profesora Kay Tye y Hao Li sobre su última investigación sobre los recuerdos y cómo podemos comenzar a comprender las emociones detrás de ellos. ¿Podría presentarse y contarnos qué inspiró su carrera en neurobiología? Mi nombre es Kay Tye y soy madre de dos niños, de 6 y 9 años. Cuando estaba en la escuela secundaria, estaba bastante segura de que algún día me convertiría en escritora y tenía un gran interés en la literatura inglesa, que...
Comprender las emociones detrás de los recuerdos
En esta entrevista, hablamos con los profesores Kay Tye y Hao Li sobre su última investigación sobre los recuerdos y cómo podemos empezar a comprender las emociones detrás de ellos.
¿Podría presentarse y contarnos qué inspiró su carrera en neurobiología?
Mi nombre es Kay Tye y soy madre de dos niños, de 6 y 9 años. Cuando estaba en la escuela secundaria, estaba bastante segura de que algún día sería escritora y tenía un gran interés en la literatura inglesa, lo cual era una "elección poco práctica" en un hogar con dos padres que eran científicos. Reflexiono sobre mi inmenso privilegio de haber sido criado por un biólogo y un teórico de cuerdas, quienes siempre parecieron amar su trabajo; pero en aquel entonces yo era un adolescente rebelde y quería especializarme en inglés. Una de las cosas que más me gustaba de la literatura era cómo se desarrollan las historias y cómo los personajes se desarrollan y se nos revelan. La mejor literatura, en mi opinión, se caracterizaba por la capacidad de capturar la experiencia subjetiva de otra persona y memorizarla.
Tenía curiosidad por saber cómo todos podemos ser tan diferentes en nuestras reacciones y experiencias percibidas, pero todos tenemos algunos aspectos que son fundamentalmente iguales. Me interesé por la psicología y la búsqueda de respuestas sobre cómo se implementan realmente las experiencias más indescriptibles en biología se convirtió en una quimera.
Los cursos de neurociencia a los que estuve expuesto desde el principio se centraron principalmente en los sistemas sensoriales y motores más que en los mecanismos neuronales de los pensamientos y sentimientos. El recuerdo fue ciertamente algo que despertó mi interés. Tuve muchos momentos en los que "supe" que (tal vez) me convertiría en neurocientífico, pero vale la pena mencionar uno por el privilegio de la experiencia que difícilmente pude apreciar como novata que aún no había completado su curso de introducción a la psicología: conocí a Henry Molaison, más conocido como el paciente del estudio de caso HM, el hombre que se sometió a una lobectomía temporal bilateral que lo dejó sin hipocampo y sin poder formar nuevos recuerdos.
Los viejos recuerdos estaban seguros y eran claros como el cristal, pero eran nuevos (conocer a una nueva persona, recordar si almorzaste, mirarte al espejo y sorprenderte al ver el rostro de un anciano en lugar del reflejo de un hombre más joven que conociste hace décadas después de su lobectomía temporal).
Nuestros recuerdos, sentimientos, pensamientos y relaciones con los demás son los procesos que me han fascinado desde que tengo uso de razón, y tengo más curiosidad que nunca por comprenderlos.
Crédito de la imagen: Net Vector/Shutterstock.com
Cada experiencia que tiene un individuo está asociada con un sentimiento; esto se llama "mapeo de valencia". ¿Puedes contarnos más sobre cómo funciona esto?
Casi todos nuestros comportamientos están motivados por dos valencias emocionales: la búsqueda de recompensa y la evitación del castigo. A medida que experimentamos el mundo que nos rodea, somos constantemente bombardeados por estímulos sensoriales, la mayoría de los cuales no son importantes. Necesitamos filtrar rápidamente la información más importante para tomar una decisión.
Para hacer esto, nuestro cerebro asignaría un valor positivo o negativo al estímulo ambiental a través del aprendizaje, lo que nos permitiría usar el estímulo como una señal para asociar una experiencia positiva o negativa y predecir resultados futuros. A este proceso lo llamamos asignación de valencia.
Ya ha realizado investigaciones sobre el mapeo de valencia en ratones. ¿Cómo ayudó este estudio a proporcionar una base para su última investigación?
Anteriormente descubrimos que distintas neuronas de la amígdala codifican la recompensa y el castigo después del aprendizaje asociativo. Pero, ¿cómo se relacionan los estímulos externos con las recompensas o los castigos?
En el estudio actual, examinamos específicamente cómo se moldean las neuronas de la amígdala para codificar la recompensa o el castigo y cómo estas neuronas pueden vincular información sobre los estímulos predictivos y los resultados con muchos segundos de diferencia. Anteriormente comparamos los perfiles de expresión transcriptómica entre estas diferentes neuronas de la amígdala definidas por proyección y descubrimos que el gen del receptor de neurotensina está enriquecido en una población en comparación con la otra. Esto nos llevó a plantear la hipótesis de que la neurotensina podría ser un candidato principal para resolver el problema de asignación de valencia.
En su investigación más reciente, examinó los sentimientos asociados con los recuerdos. ¿Puede contarnos más sobre cómo realizó su estudio?
Para examinar el mapeo de valencia, o cómo los ratones pueden asociar emociones con recuerdos, entrenamos a ratones para que asociaran un tono auditivo con una recompensa de sacarosa y otro tono auditivo con un castigo de shock.
Una vez que los ratones aprendieron la asociación, se acercarían al puerto de sacarosa en respuesta al tono que predice la entrega de sacarosa y se congelarían o correrían en respuesta al tono que predice la entrega de descarga.
¿Qué has descubierto?
Monitoreamos los cambios en la concentración de neurotensina en la amígdala durante el aprendizaje utilizando un nuevo sensor de neurotensina codificado genéticamente y descubrimos que la concentración de neurotensina en la amígdala aumentaba con la recompensa y disminuía con el castigo.
En consecuencia, si manipulamos artificialmente la concentración de neurotensina en la amígdala mediante CRISPR u optogenética, podemos influir en el comportamiento de los animales hacia la recompensa o el castigo. Más neurotensina en la amígdala –> recompensa; menos neurotensina en la amígdala –> castigo
Crédito de la foto: Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock.com
En su estudio, utilizó CRISPR para aislar la función de los neurotransmisores, la primera vez que se utiliza para este propósito. ¿Qué importancia ha tenido esta tecnología de edición de genes para su investigación y cómo los continuos avances en las ciencias biológicas están ayudando a conducir a nuevos descubrimientos científicos en otras áreas?
Los experimentos CRISPR son extremadamente importantes en nuestro estudio porque este enfoque nos permitió aislar selectivamente la señalización de la neurotensina sin afectar a otros neurotransmisores (como el glutamato) que también se administran a objetivos posteriores junto con la neurotensina. De esta forma, podemos estar seguros de que los efectos de esta manipulación CRISPR son específicos del aporte de neurotensina, pero no del resto de neurotransmisores liberados al mismo tiempo.
En algunos niveles, el progreso en las ciencias de la vida está limitado por el descubrimiento de nuevas herramientas que nos permitirían estudiar problemas biológicos con mucha mayor profundidad y precisión.
¿Cómo podría su investigación ayudar también a comprender mejor los trastornos de salud mental como la ansiedad y el trastorno de estrés postraumático? ¿Podría esto conducir a nuevos tratamientos?
El estado de ánimo puede fluctuar dentro de un cierto rango de un día a otro. Sin embargo, si la fluctuación está fuera del rango, se considera una patología. En general, demasiado procesamiento positivo (recompensa) conduce a conductas adictivas como el juego o la adicción a las drogas, mientras que demasiado procesamiento negativo (castigo) conduce a depresión o ansiedad.
Descubrimos que alterar la liberación de neurotensina en la amígdala puede producir estados de recompensa o castigo. Nos permite modular la neurotensina para equilibrar/compensar el procesamiento de valencia positivo o negativo desadaptativo/excesivo en los estados patológicos.
Crédito de la foto: Motortion Films/Shutterstock.com
¿Cuáles son los próximos pasos para usted y su investigación?
El autor principal, Hao Li, está abriendo su propio laboratorio de investigación en la Universidad Northwestern, donde continuará investigando el papel de varios neuropéptidos en la salud y la enfermedad.
¿Dónde pueden los lectores encontrar más información?
Acerca de la profesora Kay Tye
Kay Tye se graduó en el MIT en 2003 con especialización en ciencias cognitivas y del cerebro y recibió su doctorado en la UCSF con una tesis centrada en cómo la amígdala experimenta la plasticidad para el aprendizaje recompensado. Completó su formación postdoctoral con Karl Deisseroth en Stanford y su trabajo se centró en apuntar a proyecciones específicas en la amígdala para controlar bidireccionalmente la ansiedad.
Fundó su propio laboratorio en el MIT en 2012, centrándose en la comprensión de los mecanismos del circuito neuronal de la valencia emocional, donde recibió un puesto en 2018. En 2019, trasladó su laboratorio del MIT al Instituto Salk y se convirtió en profesora de la cátedra Wylie del Laboratorio de Neurobiología de Sistemas. En 2021, se convirtió en investigadora del Instituto Médico Howard Hughes.
Acerca del Dr. Hao Li
Hao nació y creció en Beijing, China, y luego se mudó a los Estados Unidos después de obtener una licenciatura en la Universidad de Shandong. Completó su doctorado. en neurociencia de la Universidad Médica de Carolina del Sur y trabajó en el laboratorio del Dr. Thomas Jhou. En 2019, Hao se unió a la Dra. Kay Tye en el Instituto Salk.
Hao es ahora profesor asistente entrante en el Departamento de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento y en el Departamento de Neurociencia de la Universidad Northwestern.
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