What investigating neural pathways can reveal about mental health | Kay M. Tye

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Tradutor: Júlia Gomes Peixoto Revisor: Raissa Mendes

I'm going to start by saying something you think you know to be true.

Vou começar dizendo algo que vocês acham ser verdade.

Your brain creates all facets of your mind.

O seu cérebro cria todas as facetas da sua mente.

So then why do we treat mental and physical illnesses

Então, por que tratamos doenças físicas e mentais

so differently,

tão distintamente,

if we think we know that the mind comes from the brain?

se achamos que a mente vem do cérebro?

As a neuroscientist, I'm often told

Como neurocientista, costumam me dizer

that I'm not allowed to study how internal states

que não é da minha área estudar a forma como estados internos

like anxiety or craving or loneliness

como ansiedade, desejo ou solidão

are represented by the brain,

são representados pelo cérebro.

and so I decided to set out and do exactly that.

Então decidi fazer exatamente isso.

My research program is designed to understand the mind

Meu programa de pesquisa é destinado a entender a mente

by investigating brain circuits.

através da investigação de circuitos cerebrais.

Specifically, how does our brain give rise to emotion.

Especificamente, como o nosso cérebro dá origem às emoções.

It's really hard to study feelings and emotions,

É muito difícil estudar sentimentos e emoções,

because you can't measure them.

porque não se consegue mensurá-los.

Behavior is still the best and only window

O comportamento continua sendo o melhor e único meio

into the emotional experience of another.

para entender as emoções do outro,

For both animals and people,

sejam animais ou pessoas.

yes, self-report is a behavioral output.

Sim, o autorrelato é um resultado comportamental.

Motivated behaviors fall into two general classes:

A motivação dos nossos atos se dá devido a duas vertentes:

seeking pleasure and avoiding pain.

procurar prazer e evitar a dor.

The ability to approach things that are good for you

A habilidade de procurar as coisas que nos fazem bem

and avoid things that are bad for you

e evitar as que não fazem é vital para a sobrevivência.

is fundamental to survival.

And in our modern-day society,

E, em nossa sociedade,

trouble telling the difference can be labeled as a mental illness.

não saber diferenciar essas duas pode ser considerado uma doença mental.

If I was having car trouble,

Se eu tivesse problemas com o carro

and I took my car to the mechanic,

e o levasse para o mecânico,

the first thing they do is look under the hood.

a primeira coisa que eles fariam seria olhar debaixo do capô.

But with mental health research,

Porém, na pesquisa em saúde mental,

you can't just pop open the hood with the press of a button.

não se pode simplesmente abrir o capô apertando um botão.

So this is why we do experiments on animals.

Esse é o motivo de fazermos experimentos em animais.

Specifically, in my lab, mice.

Especificamente no meu laboratório, em ratos.

To understand the brain, well, we need to study brains.

Para entender o cérebro, precisamos estudar cérebros.

And for the first time, we actually can.

E pela primeira vez podemos.

We can pop open the hood.

Podemos abrir o capô.

We can look inside

Podemos olhar dentro dele,

and do an experiment and see what comes out.

fazer um experimento e ver no que dá.

Technology has opened new windows into the black box that is our minds.

A tecnologia abriu novas portas para a caixa misteriosa que é a mente.

The development of optogenetic tools

O desenvolvimento de ferramentas optogenéticas

has allowed us unprecedented control over specific neurons in the brain

nos permitiu um controle jamais visto sobre neurônios específicos no cérebro

and how they talk to each other by firing electrical signals.

e como eles se comunicam uns com os outros através de sinais elétricos.

We can genetically engineer neurons to be light sensitive

Podemos geneticamente construir neurônios para serem sensíveis à luz

and then use light to control how neurons fire.

e assim usar a luz para controlar como são estimulados.

This can change an animal's behavior,

Isso pode mudar o comportamento de um animal,

giving us insight into what that neural circuit can do.

dando-nos uma noção do que pode fazer esse circuito neural.

Want to know how scientists figure this out?

Querem saber como os cientistas descobriram isso?

Scientists developed optogenetic tools by borrowing knowledge

Eles desenvolveram ferramentas optogenéticas

pegando estudos de outras áreas da ciência.

from other basic science fields.

Algae are single-celled organisms that have evolved to swim towards light.

As algas são organismos unicelulares que evoluíram para nadar em direção à luz.

And when blue light shines onto the eyespot of an algae cell,

E, quando a luz azul brilha no campo visual da célula das algas,

a channel opens, sending an electrical signal

um canal se abre, enviando um sinal elétrico

that makes little flagella flap

que faz os pequenos flagelos baterem e impulsiona as algas para a luz solar.

and propels the algae towards sunlight.

If we clone this light-sensitive part of the algae

Se pegarmos esse conceito de sensibilidade à luz

and then add it to neurons through genetic modification,

e fizermos o mesmo com neurônios através de modificação genética,

we can make neurons light-sensitive, too.

podemos torná-los sensíveis à luz também.

Except, with neurons,

Exceto que, em neurônios,

when we shine light down an optical fiber deep into the brain,

quando projetamos luz numa fibra óptica no fundo do cérebro,

we change how they send electrical signals to other neurons in the brain

mudamos o modo como eles enviam sinais elétricos para outros neurônios

and thus change the animal's behavior.

e, assim, mudamos o comportamento do animal.

With the help of my colleagues,

Com a ajuda dos meu colegas,

I pioneered the use of optogenetic tools

introduzi o uso de ferramentas optogenéticas,

to selectively target neurons that are living in point A,

fazendo com que neurônios específicos que estão vivendo no ponto A

sending messages down wires aimed at point B,

enviassem mensagens através de fios para o ponto B,

leaving neighboring neurons going other places unaffected.

possibilitando neurônios vizinhos irem para lugares não afetados.

This approach allowed us to test the function of each wire

Essa abordagem nos permitiu testar a funcionalidade de cada conexão

within the tangled mess that is our brain.

dentro do emaranhado de fios que é o nosso cérebro.

A brain region called the amygdala

Uma região do cérebro chamada amígdala

has long been thought to be important for emotion,

sempre foi considerada importante para as emoções,

and my laboratory discovered

e meu laboratório descobriu que ela se assemelha a uma encruzilhada na estrada

that the amygdala resembles a fork in the road

where activating one path can drive positive emotion and approach,

onde ir por um caminho pode gerar emoções boas e aproximação

and activating another path can drive negative emotion and avoidance.

e ir por outro pode gerar emoções ruins e evitação.

I'm going to show you a couple of examples --

Irei mostrar alguns exemplos,

a taste of raw data --

uma amostra de dados brutos

of how we can use optogenetics to target specific neurons in the brain

de como usar a optogenética para ativar neurônios específicos no cérebro

and get very specific changes in behavior.

e obter mudanças muito específicas no comportamento.

Anxiety patients have abnormal communication

Pacientes com ansiedade têm uma comunicação anormal

between two parts of the amygdala,

entre duas partes da amígdala,

but in people, it's hard to know if this abnormality is cause or effect

mas, em humanos, é difícil saber se essa anormalidade é causa ou efeito

of the disease.

da doença.

We can use optogenetics to target the same pathway in a mouse,

Podemos usar a optogenética para ativar a mesma via neural em um rato

and see what happens.

e ver o que acontece.

So this is the elevated plus maze.

Bem, este é o labirinto em cruz elevado.

It's a widely used anxiety test

É um teste de ansiedade muito usado

that measures the amount of time

que mede a quantidade de tempo

that the mouse spends in the safety of the closed arms

que o rato passa na segurança dos braços fechados

relative to exploring the open arms.

em relação à exploração dos braços abertos.

Mice have evolved to prefer enclosed spaces,

Os ratos evoluíram para preferir espaços fechados,

like the safety of their burrows,

como a segurança de suas tocas,

but to find food, water, mates,

porém, para achar comida, água ou parceiros,

they need to go out into the open

eles precisam sair ao ar livre,

where they're more vulnerable to predatory threats.

onde ficam mais expostos a ameaças de predadores.

So I'm sitting in the background here,

Então, eu estou observando,

and I'm about to flip the switch.

prestes a apertar o botão.

And now, when I flip the switch and turn the light on,

E agora, quando eu aperto o botão e acendo a luz,

you can see the mouse begins to explore the open arms of the maze more.

vocês podem ver que o rato começa a explorar o local.

And in contrast to drug treatments for anxiety,

E, ao contrário de remédios para ansiedade,

there's no sedation, no locomotor impairment,

não há sedação nem comprometimento no sistema locomotor;

just coordinated, natural-looking exploration.

há apenas uma exploração coordenada natural.

So not only is the effect almost immediate,

O resultado não só é imediato

but there are no detectable side effects.

mas também sem efeitos colaterais detectáveis.

Now, when I flip the switch off,

Agora, quando desligo o botão,

you can see that the mouse goes back to its normal brain function

o rato volta para sua função cerebral normal

and back to its corner.

e de volta para seu canto.

When I was in the lab and I was taking these data,

Quando eu estava no laboratório, vendo isso,

I was all by myself, and I was so excited.

eu estava sozinha e tão empolgada,

I was so excited, I did one of these quiet screams.

tão empolgada que dei até um daqueles gritinhos:

(Silently) Aah!

(Silenciosamente) Aaaaaaaah!

(Laughter)

(Risos)

Why was I so excited?

Por que eu estava assim?

I mean, yeah, theoretically, I knew that the brain controlled the mind,

Quer dizer, teoricamente, eu sabia que o cérebro controlava a mente,

but to flip the switch with my hand

mas, apertando o botão

and see the mouse change its behavioral state

e vendo o rato mudar seu comportamento

so rapidly and so reversibly,

tão rápido e reversivelmente,

it was really the first time that I truly believed it.

foi a primeira vez em que realmente acreditei nisso.

Since that first breakthrough,

Desde o primeiro avanço,

there have been a number of other discoveries.

houve diversas outras descobertas

Finding specific neural circuits that can elicit dramatic changes

na tentativa de encontrar circuitos neurais que pudessem mudar

in animal behavior.

o comportamento de um animal.

Here's another example: compulsive overeating.

Vamos ver outro exemplo: compulsão alimentar.

We can eat for two reasons.

Nós comemos por duas razões:

Seeking pleasure, like tasty food,

por prazer, para experimentar algo bom,

or avoiding pain, like being hungry.

ou para evitar dor, como a fome.

How can we find a treatment for compulsive overeating

Como podemos achar uma solução para a compulsão alimentar

without messing up the hunger-driven feeding

sem prejudicar o apetite natural de que precisamos para sobreviver?

that we need to survive?

The first step is to understand

O primeiro passo é entender

how the brain gives rise to feeding behavior.

como o cérebro dá origem ao comportamento alimentar.

This fully-fed mouse is just exploring a space

Este rato saciado está apenas explorando o local

completely devoid of any food.

completamente desprovido de alimento.

Here we're using optogenetics to target neurons living in the hypothalamus,

Estamos usando a optogenética para que neurônios que vivem no hipotálamo

sending messages down wires aimed at the midbrain.

enviem mensagens através de fios em direção ao mesencéfalo.

When I turn the light on, right here,

Quando acendo as luzes, assim,

you can see that the mouse immediately begins licking the floor.

podemos ver que o rato começa a lamber o chão imediatamente.

(Laughter)

(Risos)

This seemingly frenzied behavior

Esse comportamento aparentemente frenético

is about to escalate into something I find really incredible.

está prestes a se transformar em algo que acho realmente incrível.

It's kind of trippy, actually.

Na verdade, meio doido.

Ready?

Preparados?

It's right here.

Está bem aí.

See, he picks up his hands as if he is eating a piece of food,

Vejam, ele faz um movimento como se estivesse comendo,

but there's nothing there, he's not holding anything.

mas não há comida ali, ele não está segurando nada.

So this circuit is sufficient to drive feeding behavior

Esse circuito é suficiente para ativar o comportamento alimentar

in the absence of hunger,

na ausência de fome,

even in the absence of food.

ou até mesmo na ausência de comida.

I can't know for sure how this mouse is feeling,

Não consigo dizer ao certo como ele está se sentindo,

but I speculate these neurons drive craving

mas especulo que esses neurônios estimulam o desejo

based on the behaviors we elicit when we target this pathway.

com base nos comportamentos que provocamos quando acionamos essa via neural.

Turn the light back off --

Basta apagar a luz...

animal's back to normal.

e o animal volta ao normal.

When we silence this pathway,

Quando silenciamos esse caminho,

we can suppress and reduce compulsive overeating

podemos eliminar e reduzir a compulsão alimentar

without altering hunger-driven feeding.

sem alterar o apetite natural.

What did you take away from these two videos

O que vocês guardaram desses dois vídeos que acabei de mostrar?

that I just showed you?

That making a very specific change to neural circuits in the brain

Que fazer uma mudança muito específica nos circuitos neurais no cérebro

can have specific changes to behavior.

pode ter alterações específicas no comportamento.

That every conscious experience that we have

Que toda experiência consciente que temos

is governed by cells in our brain.

é dirigida por células no nosso cérebro.

I am the daughter of a physicist and a biologist,

Sou filha de um físico e de uma bióloga

who literally met on the boat coming to America

que se conheceram em um barco vindo para os EUA

in pursuit of an education.

em busca de uma formação.

So naturally,

Então, naturalmente,

since there was "no pressure" to be a scientist ...

como não havia pressão para eu me tornar uma cientista...

(Laughter)

(Risos)

as a college student,

tive que, na faculdade,

I had to decide whether I wanted to focus on psychology, the study of the mind,

decidir se iria apostar em psicologia, e assim estudar a mente,

or neuroscience, the study of the brain.

ou em neurociência, e assim estudar o cérebro.

And I chose neuroscience,

E escolhi a neurociência,

because I wanted to understand how the mind is born

porque queria entender a origem da mente a partir dos tecidos biológicos.

out of biological tissue.

But really, I've come full circle to do both.

Mas acabei estudando as duas áreas.

And now my research program

E agora minha pesquisa

bridges the gap between the mind and the brain.

preenche o espaço entre a mente e o cérebro.

Research from my laboratory

Estudos do meu laboratório

suggests that we can begin to tie specific neural circuits

sugerem que podemos começar a ligar circuitos neurais específicos

to emotional states.

a estados emocionais.

And we have found a number of circuits

E achamos diversos circuitos

that control anxiety-related behavior,

que controlam o comportamento relacionado à ansiedade,

compulsive overeating,

à compulsão alimentar,

social interaction, avoidance

às interações sociais, à evitação

and many other types of motivated behaviors

e a outros tipos de comportamentos motivados

that may reflect internal emotional states.

que podem refletir nos estados emocionais.

We used to think of functions of the mind as being defined by brain regions.

Pensávamos nas funções mentais como sendo definidas pelas regiões do cérebro.

But my work shows that within a given brain region,

Mas o estudo diz que, em certa região do cérebro,

there are many different neurons doing different things.

existem diversos neurônios fazendo diversas coisas.

And these functions are partly defined by the paths they take.

E essas funções são, em parte, definidas pelos caminhos que eles seguem.

Here's a metaphor to help illustrate

Vou fazer uma metáfora para ajudar a ilustrar

how these discoveries change the way that we think about the brain.

como essas descobertas mudam o jeito como pensamos sobre o cérebro.

Let's say that the brain is analogous to the world

Digamos que o cérebro seja semelhante ao mundo,

and that neurons are analogous to people.

e os neurônios, às pessoas.

And we want to understand how information is transmitted across the planet.

E queremos entender como as informações são transmitidas por todo o planeta.

Sure, it's useful to know

Claro, vale a pena saber

where a given person is located when recording what they're saying.

onde uma certa pessoa se encontra ao gravar o que ela diz.

But I would argue that it's equally important

Mas eu diria que é igualmente importante

to know who this person is talking to,

saber com quem ela está falando,

who is listening

quem está escutando,

and how the people listening respond to the information that they receive.

e como as pessoas que estão ouvindo respondem às informações que recebem.

The current state of mental health treatment

O estado atual do tratamento psicólogo

is essentially a strategy of trial and error.

é basicamente uma estratégia de tentativa e erro.

And it is not working.

E ele não está funcionando.

The development of new drug therapies for mental health disorders

O desenvolvimento de novas farmacoterapias para o tratamento da saúde mental

has hit a brick wall,

enfrentou obstáculos,

with scarcely any real progress since the 1950s.

e não teve quase nenhum avanço real desde a década de 1950.

So what does the future hold?

Então o que o futuro nos reserva?

In the near future,

Num futuro próximo,

I expect to see a mental health treatment revolution,

espero ver uma revolução no tratamento das doenças mentais

where we focus on specific neural circuits in the brain.

no qual foquemos um circuito cerebral específico,

Diagnoses will be made based on both behavioral symptoms

em que diagnósticos sejam feitos com base tanto nos sintomas comportamentais

and measurable brain activity.

quanto na atividade cerebral mensurável.

Further in the future,

No futuro também,

by combining our ability to make acute changes to the brain

ao combinar nossa capacidade de fazer alterações precisas no cérebro

and get acute changes to behavior

e obter mudanças apuradas no comportamento,

with our knowledge of synaptic plasticity to make more permanent changes,

com nossa noção de plasticidade sináptica para fazer mudanças mais permanentes,

we could push the brain into a state of fixing itself

nós poderíamos colocar o cérebro em um estado de autorreparação,

by reprogramming neural circuits.

reprogramando circuitos neurais.

Exposure therapy at the circuit level.

Terapia de exposição no nível do circuito.

Once we switch the brain into a state of self-healing,

Depois que colocamos o cérebro em um estado de autocura,

this could potentially have long-lasting effects

é bem provável que ele tenha efeitos duradouros

with no side effects.

sem efeitos colaterais.

I can envision a future where neural circuit reprogramming

Eu consigo imaginar um futuro onde a reprogramação de circuitos neurais

represents a potential cure, not just a treatment.

represente uma cura potencial, e não apenas um tratamento.

OK, but what about right now?

Ok, mas e agora?

If from this very moment forward,

Se, a partir deste momento,

each and every one of you left this talk

cada um de vocês deixasse esta palestra

and truly believed that the mind comes entirely from cells in your brain,

realmente acreditando que a mente vem das células do seu cérebro,

then we could immediately get rid of negative perceptions and stigmas

então poderíamos nos livrar de imediato de percepções e estigmas negativos

that prevent so many people

que impedem tantas pessoas de obter apoio psicológico de que precisam.

from getting the mental health support that they need.

Mental health professionals,

Profissionais de saúde mental,

we're always thinking about what's the next new treatment.

estamos sempre pensando sobre qual será o próximo tratamento,

But before we can apply new treatments,

mas, antes de pensar em novos tratamentos,

we need people to feel comfortable seeking them.

precisamos de pessoas dispostas a procurá-los.

Imagine how dramatically we could reduce the rates of suicides

Imaginem quão drasticamente poderíamos reduzir as taxas de suicídios

and school shootings

e tiroteios em escolas

if everyone who needed mental health support actually got it.

se todos que precisam de ajuda psicológica de fato a recebessem.

When we truly understand exactly how the mind comes from the brain,

Quando realmente entendermos exatamente como a mente vem do cérebro,

we will improve the lives of everyone

iremos melhorar a vida de todas as pessoas

who will have a mental illness in their lifetime --

que terão uma doença mental na vida...

half the population --

metade da população...

as well as everyone else with whom they share the world.

assim como de todos que convivem com essas pessoas.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos) (Vivas)