Ela estuda como o vício sequestra o aprendizado no cérebro | Revista Quanta

Erin Calipari vem de uma família de basquete. Seu pai, John Calipari, treina basquete universitário e profissional desde 1998, liderando seis times para a Final Four da NCAA, e seu irmão treina basquete masculino na Universidade Vanderbilt em Nashville, Tennessee, onde ela trabalha agora. Mas quando ela se juntou à equipe da faculdade ainda na graduação, ela percebeu que seus pontos fortes estavam em outro lugar. "Eu estava bem. Eu não estava ótima”, disse ela. “Ficou bastante claro para mim há alguns anos que não era uma carreira.”

Fora das quadras, como estudante de biologia, ela gravitou em torno de hormônios e neurotransmissores. Ela ficou fascinada com a neurobiologia de como e por que drogas como a cocaína e os opioides causam dependência, à medida que aprendia sobre os efeitos do ecstasy no sistema da serotonina. “Achei que as drogas eram muito legais porque sequestravam o cérebro”, disse ela. “As drogas essencialmente pegam os sistemas normais que temos em nosso corpo e os impulsionam de uma forma que faz você querer usar drogas novamente.”

Depois de realizar pós-graduação em neurociências, em 2017 Calipari montou seu laboratório na Vanderbilt para explorar como o vício está conectado à maneira como o cérebro aprende e toma decisões. “Decidir o que fazer e o que não fazer é realmente fundamental para tudo o que fazemos”, disse Calipari. “Você coloca a mão em um fogão quente e aprende rapidamente a não fazer isso de novo.” O vício pode diminuir a capacidade de uma pessoa aprender que o uso de drogas a está prejudicando e também diminuir sua capacidade de aprender qualquer coisa.

Seu mundo ainda colide com o esporte, por exemplo, quando ela dá palestras para atletas sobre os perigos do uso de substâncias. Os atletas podem ficar vulneráveis ​​ao vício quando lhes são prescritos medicamentos para a dor, como os opiáceos, para lesões. Existe um risco de dependência se os opiáceos forem tomados durante longos períodos de tempo, mesmo quando os pacientes seguem as ordens dos médicos - um facto que levou a uma crise a nível nacional. emergência de saúde pública. Tennessee é um epicentro da epidemia de opiáceos. Em 2022, Nashville teve o segunda maior taxa de mortes por overdose no país.

Calipari lidera, portanto, pesquisas para desvendar os mecanismos do vício em uma cidade onde muitas pessoas sofrem com isso. O fato de seu trabalho poder ajudar as pessoas ao seu redor motiva Calipari, embora o vício não seja um problema que ela ou qualquer pessoa possa identificar facilmente.

“Quando pensamos em pessoas viciadas, estamos pensando nessas imagens estereotipadas que temos de pessoas injetando drogas e desmaiando”, disse ela. “Mas essa não é a maior população de pessoas que sofrem de transtorno por uso de substâncias. Eles são enfermeiros. Eles são professores. Eles são médicos. Eles são atletas.”

O que torna particularmente desafiador pesquisar o vício e encontrar tratamentos para ele, disse ela, é que ele aparece de maneira diferente em pessoas diferentes, dependendo do que elas são viciadas (uma substância ou comportamento), suas motivações, sua genética, seu sexo e sua natureza. acesso a recursos. As vias neurais religadas por causa do vício também podem variar amplamente entre os indivíduos.

Quanta conversou com Calipari sobre o papel da conhecida, mas não bem compreendida, molécula dopamina no vício e na aprendizagem, como diferentes sexos vivenciam o vício de maneira diferente e como seus anos de crescimento em torno dos esportes influenciaram a forma como ela aborda a ciência hoje. A entrevista foi condensada e editada para maior clareza.

Como é a aprendizagem no cérebro e como as drogas interferem nisso?

Nosso cérebro está programado para nos ajudar a ver coisas que são importantes e responder a elas. Determina se precisamos fazer algo novamente ou não. Precisamos nos mudar ou ficar? Isso é bom ou ruim? Isso é algo que preciso prestar atenção?

As drogas estão convencendo nossos cérebros: “Sim, isso é importante. Isso é algo que precisamos fazer novamente.” As drogas orientam não apenas decisões sobre a droga em si, mas também decisões sobre estímulos não-drogas no nosso ambiente. Eles mudam a forma como aprendemos.

Como isso funciona no nível molecular?

Drogas como os opioides atuam sobre a dopamina. A maioria das pessoas pensa na dopamina como uma “molécula de prazer”, mas isso não é tudo. Sim, a dopamina é liberada por estímulos gratificantes como chocolate ou açúcar. Mas também é liberado por estímulos aversivos como estresse ou dor. Dispara quando as coisas são novas ou diferentes, sejam elas boas ou ruins. E dessa forma, a dopamina é fundamental para ajudar você a aprender.

As drogas basicamente continuam a empurrar a dopamina mesmo quando as coisas não são mais novas ou diferentes. O cérebro continua pensando que algo é importante, sinalizando para você continuar prestando atenção. Mas enquanto as drogas aumentam a dopamina no momento, o uso prolongado de drogas a esgota. Assim, com cada vez mais uso de drogas, há cada vez menos dopamina no cérebro, o que significa que você terá dificuldade em aprender algo novo.

Deveria a dopamina ser redefinida como uma molécula de “aprendizado” em vez de uma molécula de “prazer”?

Sim. Compreender a dopamina como uma molécula que orienta a eficácia com que aprendemos é muito mais preciso.

Como você estuda esse sistema complicado?

No meu laboratório, usamos diferentes estratégias para registrar e manipular diferentes células do cérebro para tentar descobrir quais células e circuitos nos ajudam a tomar decisões adaptativas. E então, uma vez identificados esses circuitos, entramos e dizemos: Como a exposição às drogas muda o funcionamento do sistema? Fazemos esse trabalho no nível fisiológico e epigenético. O objetivo é compreender a biologia básica – como as drogas sequestram os circuitos – e então descobrir se podemos reverter o processo. Podemos usar ferramentas CRISPR, por exemplo, para reverter parte da plasticidade em células cerebrais específicas.

A compreensão de como a dopamina funciona pode eventualmente nos ajudar a desenvolver tratamentos para o vício?

Compreender o que a dopamina faz para ajudar o cérebro a aprender é muito importante. Mas direcioná-lo será muito difícil. Você não pode simplesmente bloquear a dopamina: se você fizer isso, as pessoas não conseguirão se mover, não conseguirão prestar atenção em nada. Há muito trabalho sendo desenvolvido sobre diferentes maneiras de ajustar o sistema de dopamina, em vez de apenas ligá-lo ou desligá-lo. Acho que é isso que teremos que fazer.

Como é trabalhar como pesquisador de dependência em um dos epicentros da dependência?

Nashville é ruim. No auge da epidemia de opioides, o Tennessee teve uma das taxas mais altas de prescrições de opioides. Nos últimos anos, caiu, mas o problema dos opioides não. E não são apenas opioides para nós; a metanfetamina também é um grande problema. E assim Vanderbilt está neste espaço único como um dos maiores hospitais de pesquisa da região, num centro de transtornos por uso de substâncias.

Às vezes é cansativo não conseguir resolver o vício amanhã. Isso é opressor de uma maneira não muito boa. Às vezes é triste conversar com pessoas que sofrem de transtorno por uso de substâncias e não sei como ajudá-las. Eles estão me fazendo perguntas como um especialista. Mas sou especialista nas alterações neurobiológicas específicas que ocorrem. É difícil para mim compreender o impacto deste distúrbio na vida quotidiana de um indivíduo, uma vez que não o experimentei pessoalmente.

Estamos nos aproximando da compreensão e, eventualmente, de encontrar uma cura para o vício?

Curar o vício é difícil porque o vício não é uma doença uniforme. Algumas pessoas que sofrem de dependência apresentam distúrbios comórbidos, como ansiedade e depressão. Algumas pessoas tomam drogas porque tentam evitar a dor. Algumas pessoas têm comportamento compulsivo e outras não.

Apenas compreender o que é semelhante e diferente nos cérebros dos indivíduos com cada um destes sintomas únicos será fundamental para compreender como abordar o tratamento em primeiro lugar. No meu laboratório, por exemplo, estamos observando as diferenças entre homens e mulheres.

O que você está descobrindo?

Quando você analisa por que as pessoas usam drogas, é mais provável que as mulheres relatem o uso de drogas para evitar ou escapar de consequências negativas, como estresse e ansiedade. Os homens são mais propensos a consumir drogas impulsivamente, a ficar chapados e a sair com os amigos. Ambos os sexos consomem drogas e uma certa percentagem de ambos desenvolverá transtorno por uso de substâncias. Mas eles estão fazendo isso por razões diferentes.

Os hormônios têm muito a ver com isso. Descobrimos que o estradiol, que é um hormônio ovariano que circula com o ciclo menstrual, altera a forma como a nicotina atua no cérebro, alterando as funções de seus receptores.

Descobrimos também que se dermos aos animais acesso ilimitado às drogas, machos e fêmeas tomam a mesma quantidade de drogas e o seu comportamento parece idêntico. Mas quando observamos quais proteínas mudaram em seus cérebros, homens e mulheres eram totalmente diferentes. Muitas dessas proteínas têm funções celulares semelhantes. O que pensamos que está a acontecer é que esta droga aumenta a dopamina tanto em homens como em mulheres e impulsiona o comportamento da mesma forma, mas as vias moleculares utilizadas por cada sexo são muito diferentes.

Por que os cérebros de sexos diferentes usariam caminhos diferentes para chegar ao mesmo ponto?

Se você tivesse um sistema em que fosse necessário que um neurônio codificasse uma informação, esse sistema estaria suscetível a falhas. Tudo teria que funcionar perfeitamente todas as vezes para que você pudesse navegar pelo ambiente. Mas o cérebro tem muitas redundâncias, o que significa que não é necessário que tudo funcione perfeitamente. Existem muitas maneiras de chegar ao mesmo fim. O motivo pelo qual machos e fêmeas têm formas diferentes de codificar comportamentos provavelmente se baseia na evolução e na sobrevivência de nossa espécie.

Este deve ser um campo difícil de se trabalhar. O que o mantém motivado?

O que me traz todos os dias é que essas são questões importantes. Aprender sobre o próximo passo e resolver problemas difíceis é por si só super satisfatório. Então, quando você respira, dá um passo para trás e percebe que esses problemas difíceis que você está resolvendo realmente impactam as pessoas - isso torna tudo ainda mais significativo.

Mas onde eu realmente obtenho minha motivação é orientar a próxima geração. Quando comecei a pesquisar, meu objetivo era afetar o máximo de pessoas que pudesse. A maneira como pensei que faria isso foi descobrindo algo importante e mudando a sociedade, que é obviamente o objetivo final. Mas então, quando cheguei aqui e montei meu laboratório, percebi que o que você faz é ensinar aos alunos que eles podem fazer esse trabalho. Capacitá-los a descobrir no que são bons e o que amam me faz continuar, mesmo quando a ciência nem sempre está indo do jeito que eu quero.

Você é como o treinador do seu próprio time.

Quando você acaba administrando um laboratório, percebe que é muita ciência, mas também é muita não-ciência. É fazer com que as pessoas trabalhem juntas e criar o ambiente certo para cada indivíduo, o que pode ser um desafio. É como montar uma equipe. Se eles trabalharem juntos, será menos difícil para cada indivíduo. E se você fizer isso da maneira certa, todos ganham.

Você também é uma defensora das mulheres na ciência. De onde veio esse impulso?

Ninguém na minha família tinha pós-graduação antes de mim. Como meu pai pratica esportes, não havia muita ênfase nos estudos. Então acabei em um espaço que - não quero dizer que não tinha nada a ver, mas estava perto de um monte de pessoas que considerava mais inteligentes do que eu. Eles sabiam o que estavam fazendo. Eles sabiam em que caminho deveriam estar. E eu senti como se estivesse voando pelas calças.

Acontece que tive mentores incríveis que me ajudaram a permanecer em um caminho que eu não sabia que estava seguindo. E então, à medida que fui crescendo, comecei a perceber que meu lugar era aqui. Eu era tão inteligente quanto as pessoas ao meu redor. Só isso me fez perceber o quanto é importante que as pessoas sintam que pertencem.

Em vez de pedir às mulheres que ajam como homens para se enquadrarem num sistema construído para homens, talvez devêssemos mudar o sistema para reforçar as coisas que nos faltam, que são coisas que as mulheres trazem para a mesa – como navegam no mundo, como eles percebem as coisas, como eles apoiam os alunos. Nós nos beneficiamos enormemente com a criação de espaço para as mulheres.

Você praticou esportes a vida toda, inclusive basquete na faculdade. Você acha que isso teve alguma influência na sua carreira hoje? 

As maiores coisas que você aprende nos esportes são como se esforçar para melhorar a cada dia, como se recuperar do fracasso e como confiar nos companheiros de equipe. Quando eu era mais jovem, essas experiências me ensinaram como trabalhar depois que um experimento não funcionou e como pedir ajuda quando precisei.

Durante meu treinamento, eu era o atleta que jogava. No entanto, quando me tornei professor, de repente me tornei o treinador. Meu trabalho é diferente agora. O foco é como posso fazer com que minha equipe melhore. Tenho que descobrir quais são os pontos fortes de cada pessoa e colocá-los em condições de ter sucesso. Também estou aqui para ajudá-los a preencher as lacunas com ótimos companheiros de equipe que são bons em coisas nas quais eles talvez não sejam. Os esportes me deram as habilidades para me concentrar no trabalho duro e na motivação, e me deram uma estrutura sobre como criar uma equipe eficaz e motivá-la a dar o melhor de si.

Seu pai, João Calipari, é treinador profissional de basquete. Ele foi um mentor para você?

Ele foi um mentor incrível, mas mais pelas coisas que fez do que pelas coisas que disse. Quando eu estava no ensino médio, ele foi demitido. Observá-lo ser demitido, mas depois voltar e dizer: “Quer saber, está tudo bem; Vou me levantar e fazer isso de novo” — isso foi muito importante para mim, perceber que mesmo quando as coisas parecem um grande fracasso, às vezes é o começo de algo novo.

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