Preguntas y respuestas: uno de los cerebros detrás del China Brain Project

El renombrado neurocientífico Muming Poo ha desempeñado un papel clave en el impulso de China para que los gobiernos nacionales y locales construyan una empresa masiva de investigación en neurociencia. El Proyecto Cerebro de China aún tiene que presentar los detalles de financiación. Pero Poo, director del Instituto de Neurociencia de la Academia de Ciencias de China y que ha ocupado varios cargos académicos en universidades estadounidenses, está ayudando a trazar el cronograma de 15 años del proyecto.

Para superar la escasez de medicamentos para tratar los trastornos neurológicos, el propio equipo de Pu quería centrarse en encontrar pruebas sólidas de que los videojuegos y otros métodos de entrenamiento conductual podrían conferir beneficios cognitivos a corto plazo a la población china que envejece. Pu habló recientemente con Noticias-Hoy sobre estos planes.

[An edited transcript of the interview follows.]

¿Puede hablarnos sobre el Proyecto Cerebro de China?

Sus objetivos son similares a los proyectos cerebrales iniciados en otras regiones, pero creo que ponemos más énfasis en el aspecto de la enfermedad cerebral que en el proyecto estadounidense. El proyecto estadounidense se centra más en desarrollar nuevas técnicas para observar y manipular la actividad de los circuitos cerebrales.

En China, debido a la gran población, el envejecimiento de la sociedad y plagada de enfermedades neurodegenerativas, es particularmente urgente resolver los problemas relacionados con las enfermedades cerebrales. Si no tenemos una solución para el Alzheimer para 2050, todo el sistema de salud colapsará. Se estima que, dado el ritmo al que aumenta la esperanza de vida, China podría tener decenas de millones de pacientes con Alzheimer o Parkinson para 2050 si no se encuentra una cura.

¿Cómo se promoverá el proyecto chino?

No podemos esperar a aprender cómo funciona el cerebro. Pasarán otros 20 años antes de que podamos mapear todo el circuito del cerebro de los roedores y entender completamente cómo funciona. Para los humanos, tal vez 30, 40 años. Eso es muy largo.

En el futuro, primero debemos encontrar alguna forma, por ejemplo, de diagnosticar los déficits en la función cerebral. En general, se cree que la mejor esperanza para tratar las enfermedades cerebrales es el diagnóstico temprano y la intervención temprana, con la esperanza de prevenir o retrasar la aparición de la enfermedad.

Pero a diferencia de otros sistemas del cuerpo, ahora hay muchos diagnósticos cualitativos basados ​​en síntomas. En el sistema cardiovascular, puede aprender cuantitativamente sobre la presión arterial y los niveles de colesterol, pero no tenemos medidas estándar para medir cuantitativamente la función cerebral. Así que creo que eso es claramente algo que debemos abordar. Esto se puede hacer con nuestra tecnología y experiencia existentes.

Describir estas técnicas de diagnóstico en detalle.

Hemos comenzado a hacer un conjunto de herramientas para medir la función cerebral a pequeña escala. En una escala mayor, planeamos medir una gama más amplia de cosas: desde la percepción hasta la integración multisensorial, la memoria de trabajo, por ejemplo, recordar un número de teléfono el tiempo suficiente para llamarlo, la atención y la toma de decisiones, y más. Para la mayoría de las mediciones, simplemente necesita interactuar con una computadora o tomar mediciones simples usando un EEG. Así que imagine medir 10 funciones cerebrales y obtener una puntuación para cada una, y tendrá mediciones confiables de la función cerebral que los médicos pueden usar para realizar evaluaciones cuantitativas basadas en evidencia. En nuestro proyecto, queremos poder monitorear cambios graduales en estas funciones a lo largo del tiempo en grandes poblaciones y eventualmente encontrar parámetros que puedan predecir enfermedades cerebrales.

También estamos interesados ​​en desarrollar intervenciones para prevenir el deterioro de funciones cerebrales específicas. Por lo tanto, un futuro neurólogo o psiquiatra estudiará las puntuaciones de un individuo en varias pruebas de función cerebral. Luego recetarán medicamentos para tratar déficits funcionales específicos o prescribirán intervenciones como ejercicios mentales especialmente diseñados para mejorar funciones específicas. No lo clasificarán como si tuviera trastorno bipolar, esquizofrenia o enfermedad de Alzheimer. Todas estas etiquetas son muy malas para las personas que se niegan a ver a un psiquiatra porque no quieren que las etiqueten como portadoras de estos trastornos. Pero si dice que sus puntajes de memoria de trabajo están disminuyendo y que debería hacer algo de ejercicio, entonces hay menos estigma sobre los problemas mentales.

¿Están empezando a entrar en la práctica clínica?

De hecho, estamos tratando de convencer a las instituciones médicas en Shanghái para que incluyan esta prueba de función cerebral en sus controles de salud regulares en los hospitales locales, para que las personas se sometan a controles cerebrales además de otros controles sistemáticos. Y luego, si tenemos suficientes datos durante un período de 10 o 15 años, podemos tener indicadores tempranos confiables de enfermedades cerebrales para los cuales los médicos pueden prescribir tratamientos.

¿Cuáles son las medidas específicas que se pueden implementar ahora o en un futuro cercano?

Estamos comenzando a darnos cuenta de que la progresión de ciertas enfermedades se puede prevenir mediante el entrenamiento, como jugar videojuegos. Por ejemplo, puede hacer esto para restaurar la visión de alguien con baja visión. Algunos de estos hallazgos son relativamente nuevos y aún no se han aplicado a la población general.

El trabajo principal en las ciencias biomédicas en los Estados Unidos sigue siendo el desarrollo de fármacos. Creo que es realmente necesario, pero no compensa las enfermedades cerebrales. Ha tenido éxito en el tratamiento de otras enfermedades, pero hasta ahora ha fracasado en gran medida el desarrollo de fármacos para los trastornos cerebrales. Todavía usamos drogas psiquiátricas de los años 50. Desde entonces, ha habido pocas drogas nuevas.

Estamos interesados ​​en varios procedimientos no invasivos que pueden ayudar a mejorar la memoria y prevenir el deterioro de la memoria. Básicamente se trata de jugar un juego bien diseñado que aumenta en dificultad a medida que el jugador avanza.Es muy parecido al programa Fast ForWord de Mike Merzenich [referring to the well-known neurophysiologist from the University of California, San Francisco] Tratamiento de los déficits auditivos y del habla en escolares.

¿Tiene China ciertas ventajas al adoptar este enfoque?

China es el país con la mayor población que sufre de las principales enfermedades, es obvio. Por ejemplo, el Centro de Salud Mental de Shanghai mantiene registros médicos continuos de unos 100.000 pacientes con enfermedades mentales. El problema es que ya existen muchos datos, pero no están bien normalizados.

Por lo tanto, China Brain Project espera que, al establecer estándares para la recopilación y el procesamiento de datos, esta gran población de pacientes pueda usarse para desarrollar herramientas de diagnóstico o intervención. Si no existe un estándar uniforme aceptado internacionalmente, ninguna cantidad hará la diferencia.

Estamos formando equipos para crear un conjunto de herramientas integral de la función cerebral. Esto involucra de 10 a 15 investigadores principales. Trabajan a tiempo parcial. Pueden pasar del 10 al 20 por ciento de su tiempo diseñando la prueba de cinco minutos más efectiva para una función cognitiva particular. No obtendrán un premio Nobel por este trabajo, pero sentirán la satisfacción de que su contribución sea utilizada y ayudada por un gran número de personas.

¿Necesita construir infraestructura educativa para este proyecto?

En comparación con otras disciplinas en China, como la física y la ciencia de los materiales, la mayoría de los campos de la biociencia en China no son muy competitivos a nivel internacional. Lo mismo es cierto para la neurociencia. Por lo tanto, existe una gran necesidad de desarrollar la capacidad de investigación en neurociencia. La Sociedad China de Neurociencia tiene actualmente alrededor de 6000 miembros, en comparación con alrededor de 45000 en los Estados Unidos. Entre los 6.000 miembros, muchos científicos activos son jóvenes investigadores o estudiantes de posgrado. De hecho, la neurociencia básica no ha sido reconocida oficialmente como materia independiente por el sistema educativo chino, y el fuerte apoyo del gobierno a la neurociencia básica solo comenzó hace 10 o 15 años. Con esta base de investigación limitada, ¿qué puede hacer para realmente marcar la diferencia en el escenario internacional? Muchas instituciones ahora están llenas de jóvenes y sus grupos son productivos. Pero la mayoría de ellos no hizo trabajo pionero o pionero en su campo. Lo que hacen es principalmente una continuación del trabajo posdoctoral, siguiendo las principales tendencias en el campo. Pueden publicar algunos buenos artículos en las mejores revistas, pero muy pocos realmente tienen un impacto. Creo que la clave para que los neurocientíficos chinos tengan un impacto real es reunir equipos de investigación con una combinación única de experiencia, con el objetivo de resolver importantes problemas científicos o técnicos sin resolver.

¿Hay alguna mejora?

Creo que la calidad de la ciencia está mejorando claramente, en parte porque ahora hay muchos chinos que regresan de capacitaciones en el extranjero en los EE. UU. y Europa. Una vez finalizados los estudios posdoctorales, es aún más difícil para ellos conseguir un buen puesto en Estados Unidos. Incluso si tienen buenos puestos, aún necesitan pasar mucho tiempo redactando subvenciones. Muchos retornados son de alta calidad. Si todavía están en los EE. UU., pueden ser competitivos como profesores asistentes en las principales universidades de investigación.

Es por eso que las publicaciones en China han hecho grandes avances durante la última década. Lo que falta son científicos más experimentados y reconocidos que sean líderes reconocidos en el campo, que puedan descubrir cómo hacer un trabajo innovador y sepan qué hacer, y que puedan organizar a un gran número de personas. Este tipo de talento de alto nivel es raro y lleva tiempo cultivarlo. Se necesitan 10 o 15 años para que emerjan líderes senior.

También está el aspecto cultural. El actual sistema de financiación y evaluación de las instituciones de investigación chinas no fomenta la asunción de riesgos. Las nuevas innovaciones y el trabajo innovador a menudo requieren la toma de riesgos. La mayoría de los científicos tienden a realizar proyectos seguros para garantizar una buena financiación.

Pasando a otro tema, ¿puede hablarnos sobre la investigación con primates en China y qué impacto podría tener en la ciencia del cerebro?

Uso de primates no humanos [monkeys in particular] Porque los modelos animales son cada vez más difíciles en Estados Unidos y Europa. Esto es una mala señal. Dada la importancia de los primates no humanos para la investigación básica de las funciones cognitivas superiores y para estudiar la patogenia y los posibles tratamientos de los trastornos cerebrales en humanos, es imperativo que mantengamos el uso de estos modelos animales. En este campo creo que los neurocientíficos chinos pueden hacer contribuciones importantes. El país tiene un gran recurso de monos y muchos neurocientíficos están interesados ​​en la investigación con monos.

¿Puede dar un ejemplo?

Mi propio instituto de investigación recientemente hizo un gran avance en la cría de macacos manipulados genéticamente. En enero, publicamos un artículo en Nature que describe monos que expresan el gen MECP2 humano en sus cerebros que imitan varios déficits de comportamiento similares a los observados en individuos autistas, incluidos movimientos estereotipados, altos niveles de ansiedad y déficits en la interacción social con otros monos. También pudimos obtener una segunda generación de monos portadores del gen MECP2 humano en aproximadamente dos años y medio, en comparación con los cinco años habituales que lleva obtener una generación. Aceleramos la maduración de los espermatozoides al incubar los espermatozoides debajo de la piel de los ratones, lo que acortó el tiempo.

En vista del rápido desarrollo de la tecnología de edición de genes en ratones en los últimos años (como la eliminación de genes o el reemplazo de genes con genes editados), se espera que la tecnología de edición de genes se aplique a los monos para desarrollar modelos de enfermedades cerebrales con una fuerte base genética en genes. monos editados.

Sigue existiendo un grave problema de que las técnicas de edición de genes no pueden realizar los cambios genéticos deseados en todas las diferentes poblaciones de células en un solo animal. Este problema, conocido como mosaicismo, debe abordarse para producir modelos animales útiles. Para los ratones, puedes resolver este problema criándolos. Después de algunas generaciones, puedes tener ratones con la misma manipulación genética en todas sus células. No podemos resolver este problema en los monos mediante la reproducción, porque los monos tienen un ciclo reproductivo demasiado largo, incluso con algunos trucos para acelerar la maduración de los espermatozoides.

Pero los nuevos métodos de edición de genes están progresando rápidamente. Creo que en un futuro cercano, el problema del quimerismo en los monos se resolverá y podremos producir muchos modelos de monos genéticamente consistentes, lo que facilitará enormemente a los científicos el estudio de la patogenia y el tratamiento de las enfermedades del cerebro humano.