Ella estudia cómo la adicción secuestra el aprendizaje en el cerebro | Revista Quanta

Erin Calipari proviene de una familia de baloncesto. Su padre, John Calipari, ha entrenado baloncesto universitario y profesional desde 1998, liderando seis equipos hasta la Final Four de la NCAA, y su hermano entrena baloncesto masculino en la Universidad Vanderbilt en Nashville, Tennessee, donde ella trabaja ahora. Pero cuando se unió a su equipo universitario como estudiante universitaria, se dio cuenta de que sus puntos fuertes estaban en otra parte. "Estaba bien. No estuve muy bien”, dijo. “Hace un par de años tuve bastante claro que no era una carrera profesional”.

Fuera de la cancha, como estudiante de biología, gravitaba hacia las hormonas y los neurotransmisores. Quedó fascinada con la neurobiología de cómo y por qué drogas como la cocaína y los opioides son adictivas, mientras aprendía sobre los efectos del éxtasis en el sistema serotoninérgico. "Pensé que las drogas eran geniales porque secuestran el cerebro", dijo. "Las drogas esencialmente toman los sistemas normales que tenemos en nuestro cuerpo y los impulsan de una manera que te hace querer consumir drogas nuevamente".

Después de realizar estudios de posgrado en neurociencia, en 2017 Calipari montó su laboratorio en Vanderbilt para explorar cómo la adicción está conectada con la forma en que el cerebro aprende y toma decisiones. "Decidir qué hacer y qué no hacer es realmente fundamental para todo lo que hacemos", dijo Calipari. “Pones tu mano sobre una estufa caliente y aprendes muy rápido a no volver a hacerlo”. La adicción puede disminuir la capacidad de una persona para aprender que el consumo de drogas la está perjudicando, y también su capacidad para aprender cualquier cosa.

Su mundo todavía choca con el deporte, por ejemplo cuando da charlas a deportistas sobre los peligros del consumo de sustancias. Los atletas pueden ser vulnerables a la adicción cuando se les recetan analgésicos, como opioides, para las lesiones. Existe un riesgo de dependencia si se toman opioides durante períodos prolongados, incluso cuando los pacientes siguen las órdenes del médico, un hecho que ha llevado a una campaña a nivel nacional emergencia de salud pública. Tennessee es un epicentro de la epidemia de opioides. En 2022, Nashville tuvo la segunda tasa más alta de muertes por sobredosis en el país.

Calipari lidera así una investigación para desentrañar los mecanismos de la adicción en una ciudad donde muchas personas la padecen. El hecho de que su trabajo pueda ayudar a las personas que la rodean motiva a Calipari, aunque la adicción no es un problema que ella, ni nadie, pueda detectar fácilmente.

"Cuando piensas en personas adictas, piensas en estas imágenes estereotipadas que tenemos de personas que se inyectan drogas y se desmayan", dijo. “Pero esa no es la población más grande de personas que padecen un trastorno por uso de sustancias. Son enfermeras. Son profesores. Ellos son doctores. Son atletas”.

Lo que hace que investigar la adicción y encontrar tratamientos para ella sea particularmente desafiante, dijo, es que aparece de manera diferente en diferentes personas, dependiendo de a qué son adictos (una sustancia o un comportamiento), sus motivaciones, su genética, su sexo y sus acceso a los recursos. Las vías neuronales que se reconectan debido a la adicción también pueden variar ampliamente entre los individuos.

¿Cuánto habló con Calipari sobre el papel de la molécula dopamina, conocida, pero no bien comprendida, en la adicción y el aprendizaje, cómo los diferentes sexos experimentan la adicción de manera diferente y cómo sus años de crecimiento en torno al deporte influyeron en su forma de abordar la ciencia hoy. La entrevista ha sido condensada y editada para mayor claridad.

¿Cómo se ve el aprendizaje en el cerebro y cómo interfieren las drogas con él?

Nuestro cerebro está programado para ayudarnos a ver las cosas que son importantes y responder a ellas. Determina si necesitamos hacer algo nuevamente o no. ¿Necesitamos mudarnos o quedarnos? ¿Esto es bueno o malo? ¿Es esto algo a lo que debo prestar atención?

Las drogas están convenciendo a nuestro cerebro: “Sí, esto es importante. Esto es algo que debemos hacer de nuevo”. Las drogas impulsan no sólo decisiones sobre la droga en sí, sino también decisiones sobre estímulos no farmacológicos en nuestro entorno. Cambian la forma en que aprendemos.

¿Cómo funciona eso a nivel molecular?

Las drogas como los opioides actúan sobre la dopamina. La mayoría de la gente piensa que la dopamina es una “molécula de placer”, pero ese no es el panorama completo. Sí, la dopamina se libera mediante estímulos gratificantes como el chocolate o el azúcar. Pero también se libera mediante estímulos aversivos como el estrés o el dolor. Se activa cuando las cosas son nuevas o diferentes, ya sean buenas o malas. Y en ese sentido, la dopamina es fundamental para ayudarte a aprender.

Básicamente, las drogas continúan impulsando la dopamina incluso cuando las cosas ya no son nuevas o diferentes. El cerebro sigue pensando que algo es importante y le indica que siga prestando atención. Pero si bien las drogas aumentan la dopamina en el momento, el consumo prolongado la agota. Entonces, con cada vez más consumo de drogas, hay cada vez menos dopamina en el cerebro, lo que significa que te resulta difícil aprender algo nuevo.

¿Debería redefinirse la dopamina como una molécula de “aprendizaje” en lugar de una molécula de “placer”?

Sí. Entender la dopamina como una molécula que guía la eficacia con la que aprendemos es mucho más preciso.

¿Cómo se estudia este complicado sistema?

En mi laboratorio, utilizamos diferentes estrategias para registrar y manipular diferentes células del cerebro para intentar descubrir qué células y circuitos nos ayudan a tomar decisiones adaptativas. Y luego, una vez que hemos identificado estos circuitos, entramos y decimos: ¿Cómo cambia la exposición a las drogas el funcionamiento del sistema? Este trabajo lo hacemos a nivel fisiológico y epigenético. El objetivo es comprender la biología básica (cómo las drogas secuestran los circuitos) y luego descubrir si podemos revertir el proceso. Podemos utilizar herramientas CRISPR, por ejemplo, para revertir parte de la plasticidad en células cerebrales específicas.

¿Comprender cómo funciona la dopamina puede ayudarnos a desarrollar tratamientos para la adicción?

Es realmente importante comprender qué hace la dopamina para ayudar al cerebro a aprender. Pero apuntar a ello será muy difícil. No puedes simplemente bloquear la dopamina: si lo haces, las personas no podrán moverse, no podrán prestar atención a nada. Se está trabajando mucho en diferentes formas de ajustar el sistema de dopamina en lugar de simplemente activarlo o desactivarlo. Creo que eso es lo que vamos a tener que hacer.

¿Cómo es trabajar como investigador de adicciones en uno de los epicentros de la adicción?

Nashville es mala. En el apogeo de la epidemia de opioides, Tennessee tenía una de las tasas más altas de prescripciones de opioides. En los últimos años ha disminuido, pero el problema de los opioides no. Y para nosotros no se trata sólo de opioides; la metanfetamina también es importante. Por eso, Vanderbilt se encuentra en este espacio único como uno de los hospitales de investigación más grandes de la región en un centro de trastornos por uso de sustancias.

A veces es agotador no poder solucionar la adicción el día de mañana. Eso es abrumador en un sentido no muy bueno. A veces es triste hablar con personas que sufren un trastorno por uso de sustancias y no sé cómo ayudarlas. Me están haciendo preguntas como experto. Pero soy un experto en los cambios neurobiológicos específicos que ocurren. Es difícil para mí entender el impacto de este trastorno en la vida cotidiana de un individuo ya que no lo he experimentado personalmente.

¿Estamos cada vez más cerca de comprender y, finalmente, encontrar una cura para la adicción?

Curar la adicción es difícil porque la adicción no es una enfermedad uniforme. Algunas personas que padecen adicción tienen trastornos comórbidos como ansiedad y depresión. Algunas personas toman drogas porque intentan evitar el dolor. Algunas personas tienen un comportamiento compulsivo y otras no.

Simplemente comprender qué es similar y diferente en el cerebro de las personas con cada uno de estos síntomas únicos será fundamental para comprender cómo abordar el tratamiento en primer lugar. En mi laboratorio, por ejemplo, observamos las diferencias entre hombres y mujeres.

¿Qué estás encontrando?

Cuando se analiza por qué las personas consumen drogas, es más probable que las mujeres informen que las consumen para evitar o escapar de consecuencias negativas, como el estrés y la ansiedad. Los hombres son más propensos a consumir drogas impulsivamente, a drogarse y a salir con amigos. Ambos sexos consumen drogas y un porcentaje de ambos desarrollará un trastorno por uso de sustancias. Pero lo hacen por diferentes motivos.

Las hormonas tienen mucho que ver con esto. Descubrimos que el estradiol, que es una hormona ovárica que circula con el ciclo menstrual, cambia la forma en que funciona la nicotina en el cerebro al cambiar las funciones de sus receptores.

También descubrimos que si se les da a los animales acceso ilimitado a las drogas, los machos y las hembras toman la misma cantidad de drogas y su comportamiento parece idéntico. Pero cuando observamos qué proteínas cambiaron en sus cerebros, los hombres y las mujeres eran totalmente diferentes. Muchas de esas proteínas tienen funciones celulares similares. Lo que creemos que está sucediendo es que esta droga aumenta la dopamina tanto en hombres como en mujeres e impulsa el comportamiento de la misma manera, pero las vías moleculares utilizadas por cada sexo son muy diferentes.

¿Por qué los cerebros de diferentes sexos utilizarían caminos diferentes para llegar al mismo punto?

Si tuviera un sistema en el que necesita una neurona para codificar una información, ese sistema sería susceptible de fallar. Todo tendría que funcionar perfectamente cada vez para que puedas navegar por el entorno. Pero el cerebro tiene muchas redundancias, lo que significa que no es necesario que todo funcione perfectamente. Hay muchas maneras de llegar al mismo fin. La razón por la que hombres y mujeres tienen diferentes formas de codificar comportamientos probablemente se base en la evolución y la supervivencia de nuestra especie.

Este debe ser un campo difícil para trabajar. ¿Qué te mantiene motivado?

Lo que me atrae todos los días es que estas son preguntas importantes. Aprender sobre lo siguiente y resolver problemas difíciles es en sí mismo muy satisfactorio. Luego, cuando respiras, das un paso atrás y te das cuenta de que esos problemas difíciles que estás resolviendo realmente impactan a las personas, eso lo hace aún más significativo.

Pero de donde realmente obtengo mi motivación es en ser mentor de la próxima generación. Cuando comencé a investigar, mi objetivo era afectar a la mayor cantidad de personas posible. La forma en que pensé que haría esto fue descubriendo algo importante y cambiando la sociedad, que es obviamente el objetivo final. Pero cuando llegué aquí y monté mi laboratorio, me di cuenta de que lo que se hace es enseñar a los estudiantes que pueden hacer este trabajo. Capacitarlos para que descubran en qué son buenos y qué les encanta me ayuda a seguir adelante, incluso cuando la ciencia no siempre va como yo quiero.

Eres como el entrenador de tu propio equipo.

Cuando terminas dirigiendo un laboratorio, te das cuenta de que hay mucha ciencia, pero también mucha no ciencia. Se trata de lograr que las personas trabajen juntas y crear el ambiente adecuado para cada individuo, lo cual puede ser un desafío. Es como formar un equipo. Si trabajan juntos, es menos difícil para cada individuo. Y si lo haces de la manera correcta, todos ganan.

También eres una defensora de las mujeres en la ciencia. ¿De dónde vino ese impulso?

Nadie en mi familia tenía un título de posgrado antes que yo. Como mi padre practica deportes, no había un gran énfasis en lo académico. Luego terminé en un espacio en el que... no quiero decir que no tenía nada que hacer, pero estaba rodeado de un grupo de personas que sentía que eran más inteligentes que yo. Ellos sabían lo que estaban haciendo. Sabían en qué camino se suponía que debían estar. Y sentí como si estuviera volando por el asiento de mis pantalones.

Tuve mentores increíbles que me ayudaron a mantenerme en un camino que no sabía que estaba siguiendo. Y luego, a medida que crecí, comencé a darme cuenta de que pertenecía aquí. Yo era tan inteligente como la gente que me rodeaba. Solo eso me hizo darme cuenta de lo mucho que importa que las personas sientan que pertenecen.

En lugar de pedirles a las mujeres que actúen como hombres para encajar en un sistema creado para hombres, tal vez deberíamos cambiar el sistema para reforzar las cosas que nos faltan, que son cosas que las mujeres aportan: cómo navegan por el mundo, cómo perciben las cosas, cómo apoyan a los estudiantes. Nos beneficiamos enormemente al crear espacio para las mujeres.

Has practicado deportes toda tu vida, incluido el baloncesto en la universidad. ¿Crees que eso ha tenido alguna influencia en tu carrera actual? 

Lo más importante que se aprende en los deportes es cómo esforzarse para mejorar cada día, cómo recuperarse del fracaso y cómo confiar en sus compañeros de equipo. Cuando era más joven, estas experiencias me enseñaron cómo venir a trabajar después de que un experimento no funcionó y cómo pedir ayuda cuando la necesitaba.

Durante mi entrenamiento, yo era el atleta que jugaba. Sin embargo, cuando entré en la facultad, de repente me convertí en entrenador. Mi trabajo es diferente ahora. Se centra en cómo puedo hacer que mi equipo mejore. Tengo que descubrir cuáles son las fortalezas de cada persona y ponerlas en condiciones de tener éxito. También estoy aquí para ayudarlos a llenar los vacíos con excelentes compañeros de equipo que son buenos en cosas en las que ellos tal vez no sean buenos. Los deportes me han dado las habilidades para concentrarme en trabajar duro y estar motivado, y me han dado un marco sobre cómo crear un equipo eficaz y motivarlos a dar lo mejor de sí mismos.

Tu papá, Juan Calipari, es entrenador de baloncesto profesional. ¿Fue un mentor para ti?

Fue un mentor increíble, pero más por las cosas que hizo que por las que dijo. Cuando estaba en la escuela secundaria, lo despidieron. Verlo despedirlo pero luego regresar y decir: “¿Sabes qué? Está bien; Voy a levantarme y hacer esto de nuevo”. Eso fue muy importante para mí, darme cuenta de que incluso cuando las cosas parecen grandes fracasos, a veces es el comienzo de algo nuevo.

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