3 de diciembre de 2019
El McKnight Endowment Fund for Neuroscience ha seleccionado cuatro proyectos para recibir los Premios Memoria 2020 y Trastornos Cognitivos. Los premios totalizarán $1.2 millones durante tres años para la investigación sobre la biología de las enfermedades cerebrales, y cada proyecto recibirá $300,000 entre 2020 y 2023.
Los Premios Memoria y Trastornos Cognitivos (MCD) apoyan la investigación innovadora realizada por científicos de EE. UU. Que estudian enfermedades neurológicas y psiquiátricas, especialmente las relacionadas con la memoria y la cognición. Los premios fomentan la colaboración entre la neurociencia básica y la clínica para traducir los descubrimientos de laboratorio sobre el cerebro y el sistema nervioso en diagnósticos y terapias para mejorar la salud humana.
"Estamos encantados de seleccionar algunos de los mejores científicos y su trabajo en el país este año", dijo Ming Guo, MD, Ph.D., presidente del comité de premios y profesor de Neurología y Farmacología en la Facultad de Medicina David Geffen de la UCLA. . “Estos científicos están abordando preguntas relacionadas con cómo la anestesia general y el sueño impactan la memoria, y cómo funciona la memoria en el nivel básico. Juntos, nuestro objetivo es comprender la neurobiología subyacente de los trastornos de la memoria y el cerebro que algún día se traducirá en la cura de algunos de los trastornos cerebrales más devastadores que afligen a millones de personas en el mundo ".
Los premios están inspirados en los intereses de William L. McKnight, quien fundó la Fundación McKnight en 1953 y quería apoyar la investigación sobre enfermedades que afectan la memoria. Su hija, Virginia McKnight Binger, y la junta de la Fundación McKnight establecieron el programa de neurociencia McKnight en su honor en 1977.
Se otorgan hasta cuatro premios cada año. Los galardonados de este año son:
Ehud Isacoff, Ph.D., Presidente de Evan Rauch, Departamento de Neurociencia, Universidad de California, Berkeley; y Dirk TraunerPh.D. Janice Cutler, Cátedra de Química y profesora adjunta de Neurociencia y Fisiología, Universidad de Nueva York & #8211; Fotoactivación de receptores de dopamina en modelos de enfermedad de Parkinson y #8217; El Dr. Isacoff y el Dr. Trauner están investigando si las moléculas fotosensibles de diseño especializado pueden introducirse en el cerebro de un ratón (cuya recepción de dopamina se ha visto afectada de manera similar a la enfermedad de Parkinson) y si su función cognitiva se restablece mediante la activación de la luz. .
Mazen Kheirbek, Ph.D., Profesor Asistente de Psiquiatría, Centro de Neurociencia Integrativa, Universidad de California, San Francisco; y Jonás Chan, Ph.D., Profesor de Neurología, Instituto Weill para Neurociencias, Universidad de California, San Francisco y #8211; Nueva formación de mielina en la consolidación de sistemas y recuperación de memorias remotas: La investigación del Dr. Kheirbek y el Dr. Chan explora por qué algunos recuerdos son más fáciles de recordar que otros; El enfoque está en el desarrollo diferente de las vainas de mielina alrededor de los axones de algunas neuronas durante el condicionamiento contextual.
Thanos Siapas, Ph.D., Profesor de Computación y Sistemas Neurales, División de Biología e Ingeniería Biológica, Instituto de Tecnología de California y #8211; Dinámica de circuito y consecuencias cognitivas de la anestesia general: El Dr. Siapas busca obtener una comprensión más profunda de cómo funciona la anestesia general y cómo afecta el cerebro; para el proyecto, planea registrar la actividad cerebral de ratones anestesiados y utilizar el aprendizaje automático para descubrir patrones, así como estudiar los efectos a largo plazo de la anestesia.
Carmen Westerberg, Ph.D., Profesor Asociado, Departamento de Psicología, Texas State University; y Ken PallerPh.D. Profesor de Psicología y Cátedra James Padilla en Artes y Ciencias, Departamento de Psicología, Universidad del Noroeste y #8211; ¿La fisiología superior del sueño contribuye a una función de memoria superior? Implicaciones para contrarrestar el olvido: El Dr. Westerberg y el Dr. Paller están explorando el papel del sueño en la consolidación de la memoria mediante el estudio de individuos con memoria autobiográfica muy superior. Analizar cómo su sueño difiere de la población general puede permitir futuras investigaciones que beneficien a quienes sufren pérdida de memoria.
Con 100 cartas de intención recibidas este año, los premios son altamente competitivos. Un comité de distinguidos científicos revisa las cartas e invita a unos pocos investigadores seleccionados a presentar propuestas completas. Además del Dr. Guo, el comité incluye a Sue Ackerman, Ph.D., Universidad de California, San Diego; Susanne Ahmari, MD, Ph.D., Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh; Robert Edwards, MD, Universidad de California, San Francisco; Harry Orr, Ph.D., Universidad de Minnesota; Steven E. Petersen, Ph.D., Universidad de Washington en St. Louis; y Matthew Shapiro, Ph.D., Albany Medical Center.
Las cartas de intención para los premios 2021 deben presentarse antes del 2 de marzo de 2020.
Acerca del Fondo de Dotación McKnight para Neurociencias
El McKnight Endowment Fund for Neuroscience es una organización independiente financiada exclusivamente por la Fundación McKnight de Minneapolis, Minnesota y dirigida por una junta de neurocientíficos destacados de todo el país. La Fundación McKnight ha apoyado la investigación en neurociencia desde 1977. La Fundación estableció el Fondo de Dotación en 1986 para llevar a cabo una de las intenciones del fundador William L. McKnight (1887–1978), uno de los primeros líderes de la Compañía 3M.
El Fondo de Dotación hace tres tipos de premios cada año. Además de los Premios de Memoria y Trastornos Cognitivos, son los Premios de Innovaciones Tecnológicas McKnight en Neurociencias, que proporcionan dinero semilla para desarrollar invenciones técnicas para avanzar en la investigación del cerebro; y los McKnight Scholar Awards, que apoyan a los neurocientíficos en las primeras etapas de sus carreras de investigación.
Premios McKnight de memoria y trastornos cognitivos 2020
Ehud Isacoff, Ph.D., Presidente de Evan Rauch, Departamento de Neurociencia, Universidad de California, Berkeley; y Dirk Trauner, Ph.D. Janice Cutler, Cátedra de Química y profesora adjunta de Neurociencia y Fisiología, Universidad de Nueva York
"Fotoactivación de receptores de dopamina en modelos de enfermedad de Parkinson y #8217;”
La dopamina es generalmente conocida por su asociación con la creación de sensaciones positivas o por su papel en la adicción. Pero, de hecho, la dopamina desempeña una amplia gama de funciones, y hay cinco tipos diferentes de receptores de dopamina encontrados en las células cerebrales, cada uno de los cuales tiene muchos efectos secundarios complicados relacionados con el movimiento, el aprendizaje, el sueño y más. Además de ser un trastorno del movimiento, la enfermedad de Parkinson también es un trastorno cognitivo y se produce por una pérdida de la entrada de dopamina.
Los Dres. Isacoff y Trauner están explorando nuevas formas de controlar con precisión la activación del receptor de dopamina en los cerebros que imitan la pérdida de recepción que se encuentra en los pacientes con Parkinson. El enfoque del laboratorio utiliza un ligando atado fotoconmutable sintético (PTL), esencialmente, un imitador de dopamina unido por una correa a un ancla, que a su vez se unirá solo a receptores de dopamina específicos en células específicas. Los PTL se introducen en el cerebro y los cables ópticos envían pulsos de luz directamente a las áreas donde están los PTL, de forma similar a la configuración utilizada para administrar impulsos eléctricos en la estimulación cerebral profunda. Los experimentos observarán si los animales a los que se les ha eliminado la señalización de dopamina pueden recuperar el control del movimiento utilizando PTL y luz específicos, al instante, reactivando con precisión la función con solo presionar un interruptor, sin los efectos secundarios no intencionados de las soluciones farmacológicas.
La investigación realizada por los Dres. Isacoff y Trauner perfeccionarán el proceso de desarrollo y entrega de estos PTL y potencialmente demostrarán su efectividad. Esto podría resultar en una nueva clase de tratamientos no solo para el Parkinson, sino también potencialmente para otros trastornos cerebrales.
Mazen Kheirbek, Ph.D., Profesor Asistente de Psiquiatría, Centro de Neurociencia Integrativa, Universidad de California, San Francisco; y Jonah Chan, Ph.D., Profesor de Neurología, Instituto Weill de Neurociencias, Universidad de California, San Francisco.
"Nueva formación de mielina en la consolidación de sistemas y recuperación de memorias remotas”
El cerebro cambia físicamente a medida que absorbe y almacena datos, como si abriera una computadora después de guardar datos y descubriera que un cable se había vuelto más grueso o se había extendido también a un circuito cercano. Este proceso ocurre notablemente en la formación de vainas de mielina alrededor de los axones (una parte de las neuronas) que se ha demostrado que juegan un papel en la mayor eficiencia de la comunicación dentro y entre los circuitos neuronales, lo que puede facilitar el recuerdo de algunos recuerdos.
Lo que no se entiende es si estas envolturas se forman alrededor de axones relacionados con algunos recuerdos más que con otros. Utilizando un modelo de ratón, el Dr. Kheirbek y el Dr. Chan están explorando este proceso, tratando de comprender si los axones de los conjuntos neuronales activados por experiencias temerosas están preferentemente mielinizados, esencialmente, haciendo que los recuerdos traumáticos sean más fáciles de recordar, y cómo este proceso funciona y puede ser manipulado La investigación preliminar encontró que el acondicionamiento del miedo resultó en un aumento en las células que son precursoras de la formación de mielina, y que este proceso estuvo involucrado en la consolidación a largo plazo de los recuerdos del miedo.
Un experimento marcará qué células se activan durante el condicionamiento contextual del miedo y observará la mielinización en esas células; luego, los investigadores manipularán la actividad eléctrica de distintos circuitos para determinar qué causa la mielinización adicional. Experimentos adicionales observarán si los ratones que han tenido una nueva formación de mielina suprimida exhiben las mismas respuestas de miedo que los ratones con formación normal de mielina. Un tercer experimento observará todo el proceso con imágenes en vivo de alta resolución durante un largo período. La investigación podría tener implicaciones para afecciones como el trastorno de estrés postraumático, donde se activan los recuerdos traumáticos y la respuesta al miedo, o los trastornos de la memoria donde se altera el recuerdo.
Thanos Siapas, Ph.D., Profesor de Computación y Sistemas Neurales, División de Biología e Ingeniería Biológica, Instituto de Tecnología de California.
"Dinámica de circuito y consecuencias cognitivas de la anestesia general”
Si bien la anestesia general (GA) ha sido una bendición para la medicina al permitir cirugías que serían imposibles en pacientes despiertos, las formas exactas en que GA afecta el cerebro y sus efectos a largo plazo son poco conocidas. El Dr. Siapas y su equipo están buscando expandir nuestro conocimiento fundamental de los efectos de GA en el cerebro en una serie de experimentos, abriendo la puerta a una investigación adicional sobre la función y aplicación de GA que algún día podría conducir a un uso mejorado en humanos.
El Dr. Siapas tiene como objetivo utilizar grabaciones de múltiples electrodos para monitorear la actividad cerebral durante la anestesia, y emplear enfoques de aprendizaje automático para detectar y caracterizar patrones en los datos neuronales. El equipo registrará la actividad durante la inducción y la emergencia de GA, así como durante el estado estacionario, para determinar exactamente por qué estados pasa el cerebro. Esta investigación puede ser especialmente útil para comprender y ayudar a prevenir la conciencia interoperativa, una situación en la que los pacientes a veces se dan cuenta de lo que está sucediendo pero no pueden moverse, lo que puede provocar un trauma severo.
Un experimento final analizará el impacto cognitivo a largo plazo de la AG. Muchas personas experimentan impactos cognitivos a corto plazo después de la anestesia, pero un pequeño porcentaje sufre un deterioro cognitivo a largo plazo o permanente. El equipo manipulará la administración de GA (nuevamente en ratones), luego probará los déficits en el aprendizaje o la cognición, y registrará la actividad cerebral asociada con estos déficits.
Carmen Westerberg, Ph.D., Profesora Asociada, Departamento de Psicología, Universidad Estatal de Texas; y Ken Paller, Ph.D., Profesor de Psicología y Cátedra James Padilla en Artes y Ciencias, Departamento de Psicología, Universidad Northwestern
& #8220; ¿Contribuye la fisiología superior del sueño a una función de memoria superior? Implicaciones para contrarrestar el olvido & #8221;
Los Dres. Westerberg y Paller y su equipo esperan obtener una idea del proceso de olvido al estudiar la fisiología del sueño de las personas que casi nunca olvidan. Estas personas, que tienen una condición llamada "memoria autobiográfica muy superior", o HSAM, pueden recordar sin esfuerzo los detalles minuciosos de cada día de sus vidas con igual claridad, ya sea que sucedió la semana pasada o hace 20 años. En comparación, la mayoría de los humanos pueden recordar la misma cantidad de detalles que aquellos con HSAM durante algunas semanas, pero más allá de eso solo recuerdan momentos muy significativos en detalle.
La fisiología del sueño se propone como una posible diferencia entre los que tienen HSAM y los que no. Se sabe que el sueño desempeña un papel importante en la consolidación de la memoria, y un estudio humano detallado de la actividad cerebral durante el sueño de HSAM y los individuos de control registrarán, compararán y analizarán los patrones de oscilaciones lentas (relacionadas con la consolidación de la memoria), los husos del sueño (también conectado a la consolidación, y registrado a altos niveles en individuos HSAM) y las formas en que ocurren conjuntamente.
Un segundo estudio presenta una banda para la cabeza fácil de usar que permitirá a los sujetos medir los datos del sueño y la memoria en el hogar durante un período de un mes, para determinar si la fisiología del sueño mejorada durante varias noches contribuye a una memoria superior para los eventos que ocurrieron un mes anterior. Además, al guiar la reactivación de recuerdos que no son de naturaleza autobiográfica con señales sonoras presentadas durante el sueño, este estudio ayudará a revelar si la fisiología del sueño mejorada en individuos HSAM también puede mejorar la memoria para recuerdos no autobiográficos. Los Dres. Westerberg y Paller esperan que al descubrir cómo funciona la memoria altamente superior, podamos descubrir patrones en aquellos que padecen una función de memoria subóptima, como los que padecen la enfermedad de Alzheimer, y quizás encontrar nuevas formas de comprender y tratar las afecciones.
