El trabajo de la investigación científica tiene sus particularidades: se toma un tema en el que se invierte mucho tiempo y de un momento para otro se tiene que hacer un giro en busca de otro tema de investigación. ¿Usted qué prefiere; permanecer en una misma línea de investigación o rotar por otros temas?
“Yo creo que hay que cambiar. De hecho, he trabajado en varios temas; he tenido que cambiar muchas veces y lo creo muy saludable. Creo que hay que estar el tiempo suficiente en un tema, y profundizarlo. Es una alternativa en la vida de un científico. Por supuesto, siempre dentro del mismo campo de investigación; dentro de la neurociencia en mi caso particular. Y voy haciendo eso. Cada 5 o 10 años, los temas que me van resultando interesantes, los voy abordando”, responde Gustavo Deco.
Gustavo Deco es rosarino, egresado de UNR, como físico; se doctoró en física atómica con el doctor Roberto Rivarola, quien hoy es el director del Ifir (Instituto de Física Rosario). Luego partió al exterior para hacer un posdoctorado en la Universidad de Bordeaux, en Francia. De allí a Alemania. En las universidades de Giessen y Frankfurt, con una beca Von Humbolt, trabajó investigando en física atómica. Decide quedarse en Alemania aunque cambiando hacia la neurociencia, para lo cual se trasladó a Munich, donde se quedó 15 años. En la Universidad de Munich completó dos nuevos doctorados; uno, en computación teórica, y otro en psicología biológica.
—¿Cuál fue entonces el tema que tomó en esta última etapa?
—Empecé a trabajar en atención visual dentro de la neuropsicología, con una persona destacada en el tema, el profesor Joseph Zihl, a quien se lo reconoce por dos aportes a la medicina: uno, el llamado “milagro de Zihl”, una enfermedad que ocasiona a las personas que ataca “negligencia visual”. Hace que los enfermos “ignoren” un hemisferio; sus cerebros no lo registran. Él demostró que con entrenamiento mejoraban su negligencia. El otro descubrimiento fue describir la ceguera al movimiento. Conocí a un paciente afectado que había tenido un accidente cerebro vascular (ACV) que le había dañado el área cerebral de detección del movimiento, un área parietal que se llama MT. La persona, si bien lo veía, no podía registrar el movimiento. Lo que el paciente ve es como una sucesión de fotografías, pero no puede “ver” el movimiento. Tiene una visión estroboscópica de la realidad. No puede reconocer la velocidad de desplazamiento de un vehículo, por lo cual no puede cruzar una calle solo. No puede servir el té porque no puede registrar el movimiento del líquido vertiéndose.
—¿Y una vez que salió del tema de la atención visual?
—Volví a un tema todavía vigente en la neurociencia: la toma de decisiones. Recién a partir de los 90 se empezaron a hacer los primeros experimentos con monos donde se comenzó a ver el correlato neuronal de la toma de decisiones. Tema apasionante y actual sobre todo porque tiene connotaciones en neuroeconomía. Luego me moví hacia un abordaje del funcionamiento global del cerebro. En los últimos 5 años ha habido una explosión en este tema sobre el comportamiento global del cerebro y dio inicio a esto que se llama “conectómica”.
—La “verdad”, entonces ¿está en la conexión?
—La verdad está en la conexión… más la dinámica. Todo sistema físico y en particular el cerebro tiene dos elementos: uno, su estructura, que es la conexión, y el otro, la dinámica. Qué es lo que está conectado y con qué. Lo que está conectado son grupos neuronales que tienen una dinámica muy particular.
—¿Es posible hoy hacer el mapa completo de las conexiones del cerebro?
—Yo me pregunto si es acaso “necesario” hacerlo. Su pregunta no es trivial, ya que es un tema de discusión actual. Hay quienes opinan que hay que entender la conexión hasta de la última neurona. Y otro grupo, al cual yo pertenezco, que pensamos que posiblemente se pueda llegar a entender al menos partes integrales del funcionamiento del cerebro sin necesidad de entender hasta la última conexión.
—Sus dos formaciones, en neurobiología y en informática, ¿le han permitido moverse con seguridad en el desarrollo de modelos virtuales a los que pueden trasladar las situaciones vividas por el ser humano y hacer avances sobre las mismas en un “lugar seguro”?
—La idea del modelo nos da la posibilidad de plasmar explícitamente nuestras hipótesis acerca del cerebro y testearlas si son o no verdaderas. Si logramos este paso, las posibilidades de estudiar un modelo son infinitas en relación al estudio en el mismo cerebro, sea éste animal o humano. Nos permite aventurar en muchos experimentos en un tiempo corto, utilizando computación a gran escala. Y esto se puede dar, no sólo en la investigación básica, sino en investigación clínica. Puedo hacer un modelo de un individuo y lo puedo estudiar off line en una computadora, y hacerle todas las modificaciones y perturbaciones que se me ocurran.
—¿Fue el desciframiento del genoma humano lo que les permitió idear el modelo del conectoma?
—Si bien la investigación en biología molecular fue muy exitosa y sigue siéndolo, hay diferencias básicas con relación a las neurociencias. En genómica se han descubierto dos aspectos que son fundamentales: uno, que hay que compartir datos. Los datos tienen que ser públicos y accesibles a toda la comunidad científica. Eso no se daba en neurociencia: de hecho el proyecto de conectoma de la NIH (Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos) va por ese lado, en el sentido de sacar datos y hacerlos públicos. Y el segundo aspecto es que también la biología molecular dio cuenta muy tempranamente de que el hecho de tener la secuenciación del genoma no era la última letra del abecedario, sino que era el comienzo. Y que para seguirlo se necesitaban herramientas técnicas, no sólo computación masiva sino matemáticas y físicas. Eso en la neurociencia era totalmente extraño. Se trataba de una disciplina totalmente fenomenológica: acumulación de datos sin sentido. Eso ha cambiado radicalmente en los últimos 5 a 10 años. Ahora hay una tendencia a hacer los datos públicos. Y ya no existe un proyecto en neurociencia si no existe una componente teórica computacional importante. Un cambio radical y revolucionario, que fue exitoso en genómica y comienza a dar los primeros resultados en neurociencia.
—¿Se pudo establecer el mapa?
—Limitadamente. Estamos comenzando. En el modelo animal, con mayor detalle, porque en ellos se pueden aplicar técnicas más avanzadas. El mapa conectómico del caenorhabditis elegans, un gusano microscópico, ha sido publicado y se puede acceder a él. Pero en animales más cercanos al humano, como los macacos e incluso en las ratas o los gatos, el mapa es de mucha complejidad, casi como en el cerebro humano. En humanos la conectómica ha avanzado gracias a las técnicas de neuroimagen, en particular a las técnicas que se laman DTL (Difussion Tensor Limited) que nos permiten ver a nivel de milímetro cúbico las conexiones neuronales, proporcionándonos una idea somera de lo global de las conexiones del cerebro.
—¿Estos estudios permiten avizorar soluciones a enfermedades que afectan cada vez más como las neurodegenerativas?
—Estamos tratando de conocer el origen de esas enfermedades. Conocer el correlato conectómico; no sólo me refiero al cableado interno, sino a la parte de dinámica neuronal que puede estar afectando a diferentes sistemas de neurotransmisores. Y entenderlos. Pero quizás los primeros pasos van por el lado del diagnóstico precoz. Tratar de encontrar biomarcadores cuantitativos fiables que nos permitan detectar esas enfermedades en los diferentes estadios.
—¿Y poder detectarlas mucho antes de que se produzcan?
—Los casos más claros que tenemos son en esquizofrenia y Alzheimer, en los que se sabe que hay muy poco por hacer cuando ya han alcanzado un estadio evolutivo avanzado. Pero si se pudiera dilatar la evolución de la enfermedad al detectarla tempranamente, nos daría tiempo para intentar alternativas. Parte de la innovación y de la investigación actual van en ese sentido.
—¿En sus trabajos de investigación y para algunas enfermedades ustedes aplican unos chips para estimular regiones cerebrales para minimizar y hacer desaparecer síntomas de enfermedades neurológicas?
—Sí, el Deep Brain Stimulation (DBS). Es el caso de la estimulación cerebral profunda a través de electrodos. Es un tema muy actual que no tiene el éxito y la expansión que debería tener. Hay casos particulares como en enfermedad de Parkinson en donde el éxito es rotundo. A su vez, el modelado o la conectómica pueden mejorar radicalmente la utilización clínica de estas técnicas, no sólo en el Parkinson sino en otras enfermedades.
—¿El mapa indicaría el sitio exacto dónde estimular?
—Con el modelo de conectómica podemos llegar a predecir cuál es el lugar más positivo. El DBS afecta la memoria y el sistema ejecutivo en forma positiva, y no sabemos por qué. Con la conectómica podemos llegar a entender el porqué e incluso diagramar y planear el lugar más conveniente para que ese efecto colateral pueda impactar en la cognición en forma positiva.
—¿Cómo opera la estimulación cerebral sobre la zona escogida?
—Es casi trivial. Es una serie de pulsos eléctricos con una frecuencia y una amplitud determinada. Lo que se hace es experimentalmente ajustar la amplitud y la frecuencia de manera que uno excite el grupo neuronal que interesa y que fue escogido previamente de acuerdo al mapa trazado. Sabemos que excita a un grupo neuronal; conocemos la amplitud y frecuencia óptimas y que lo que vamos a estimular es el grupo neuronal óptimo pero la forma en que se excita es absolutamente empírica.
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