Dra. Anne Urai
Profesora asistente Universidad de Leiden
Becaria postdoctoral Cold Spring Harbor Laboratory
Ph.D. University Medical Center Hamburg-Eppendorf
Translated by Elena Blanco-Suarez
La doctora Anne Urai descubrió su interés por el cerebro casi totalmente de casualidad. Su amor durante el instituto por la ciencia, las matemáticas, los idiomas y la filosofía, y su reticencia a elegir una de esas asignaturas, hizo que acabase decidiendo seguir un grado doble en ciencias y humanidades en la Universidad. En su primer año en la University College de Utrecht, Anne se encontró asistiendo a clases de neurociencia y filosofía – una feliz coincidencia que profundamente definiría su carrera en los siguientes años. Ahora, Profesora Asistente de Neurociencia en la Universidad de Leiden en Holanda, Anne reflexiona sobre cómo “…si me hubieran asignado Química y Español, estaría haciendo algo muy distinto!”. En otra vida, ella cree que hubiera disfrutado desarrollando su interés por los idiomas y convirtiéndose en intérprete para la Unión Europea.
Aunque las clases durante el instituto le enseñaron a Anne muy poco sobre el cerebro, estudiar neurociencia durante la Universidad cautivo su imaginación. Anne estaba fascinada con la idea de que un órgano biológico fuera capaz de originar pensamientos tan complejos y ricos, emociones, estados internos, y enfermedades. También disfrutaba aplicando enfoques científicos y filosóficos para entender estos fenómenos. “Los científicos trabajan basándose en muchas suposiciones y métodos y formas de abordar ciertas cosas que ya fueron consideradas por los filósofos hace muchos años. Creo que tener un poco de base en filosofía es muy valioso en la ciencia”. Anne continuó combinando esos intereses durante su grado de Master en ciencias del cerebro y la mente en UCL y Ecole Normale Superieure de Paris. Durante ese tiempo, Anne se unió a laboratorios donde pudo estudiar la conciencia y las experiencias subjetivas, temas que le fascinaron. Sin embargo, no estaba totalmente satisfecha con como algunos aspectos dentro de esos temas aún eran intangibles y por lo tanto, difíciles de estudiar rigurosamente. Por eso, durante su Ph.D. en el laboratorio del Dr. Tobias Donner, se apartó de estas preguntas aparentemente imposibles y se aproximó a temas más “accesibles” como el aprendizaje y la capacidad de tomar decisiones.
Su Ph.D. se enfocó inicialmente en el aprendizaje perceptivo, particularmente en cómo experiencias pasadas influencian los procesos perceptivos. Por ejemplo, “…si estás aprendiendo para ser radiólogo en un hospital y analizas imágenes de rayos X, a medida que pasan los años tu sistema visual va a ser excelente en encontrar pequeños detalles que (para otra persona menos experta) pasarían desapercibidos”. Para investigar cómo las experiencias influencian la percepción, Anne entrenó a varios participantes humanos en ejercicios visuales en los cuales tenían que mirar un grupo de puntos móviles. En cada intento, los participantes tenían que reportar si uno de los grupos de puntos tenía más o menos “coherencia motil” (es decir, se movían en la misma dirección) que el grupo de puntos de “referencia”. La dificultad de esta estimación variaba entre los varios intentos que se hacían, y los participantes eran capaces de juzgar de manera más rápida y precisa cuando tenían más evidencia sensorial disponible.
Sin embargo, Anne se encontró con varias dificultades en los estadios más tempranos de este proyecto. Debido al pequeño número de participantes en su estudio, y el hecho de que cada participante era solo un dato en su set de aprendizaje, muchas de sus hipótesis eran difíciles de probar. Afortunadamente, también había acumulado una gran cantidad de datos sobre el tamaño de las pupilas de los participantes durante la actividad. Indagando en estos datos de pupilometría, Anne descubrió que el tamaño de la pupila de la gente se podía relacionar con la incertidumbre sobre la dirección del movimiento utilizando un modelo estadístico. Se encontró con que existía una relación inversa entre la certeza y el tamaño de la pupila: cuanta menos segura estaba la persona, más grande se encontraba la pupila. Esta respuesta de la pupila era también predictiva de la acción subsecuente: cuando se procedía con una selección acompañada de una pupila con mayor tamaño, los participantes eran menos propensos a repetir su elección previa, y viceversa. Estos resultados indicaban que la incertidumbre de los participantes iniciaba un cambio en su estado de estimulación, reflejado en el tamaño de la pupila, que a su vez influenciaba el comportamiento de elección. Anne empleó el resto de su Ph.D. en explorar la conexión entre el tamaño de la pupila, la estimulación, y este modelo de “aprendizaje durante la incertidumbre”.
Cuando iba por la mitad de su Ph.D., Anne comenzó a pensar sobre qué querría hacer después. Hizo una lista de académicos que hacían investigaciones que le interesaban – expandiéndose a través de muchos temas, localizaciones, técnicas, y organismos modelo – y se propuso conocerlos a todos. Una de esas académicas era la Dra. Anne Churchland, líder de grupo en Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) en Nueva York. El laboratorio de Churchland estudia la capacidad de tomar decisiones en ratones usando grabaciones neurales invasivas. Viniendo de una base de investigación en humanos, Anne tenía ganas de ver que podía aprender estudiando ratones para descifrar las señales biológicas de comportamientos complejos, tal y como la Dra. Churchland estaba haciendo.
Uno de los proyectos en el laboratorio de Churchland que interesaba a Anne, y que al final sería la mayoría de su trabajo postdoctoral, era parte de la colaboración International Brain Lab (IBL). La premisa de esta colaboración, que aún está activa hoy en día, se basa en la exploración de la base neural de la toma de decisiones utilizando una actividad de comportamiento estandarizada para ratones. En esta actividad, los ratones ven un patrón visual con contrastes variados en el lado izquierdo o derecho de una pequeña pantalla. Los ratones deben indicar si la localización del patrón está en la izquierda o la derecha moviendo una pequeña rueda, de manera que reciben una recompensa cuando aciertan. Esta actividad tiene muchos paralelismos con la actividad de los puntos que Anne coordinó durante su Ph.D. – aunque en ratones, y no humanos – ya que prueba la habilidad de los ratones para tomar decisiones cuando disponen de una cantidad diferente de evidencia sensorial. Establecer esta actividad en varios laboratorios alrededor del mundo, la colaboración IBL busca generar listas de datos amplias, replicables y disponibles que hagan referencia a la actividad neuronal en distintas regiones del cerebro del ratón durante el comportamiento y la toma de decisiones motivados por recompensa. Todo ello era muy distinto de un proyecto postdoc más tradicional, ya que incluía un consorcio global de investigadores experimentales y teóricos trabajando juntos con un objetivo común. Ya que el Ph.D. de Anne se desarrolló durante un tiempo en el que la replicabilidad en la investigaciones en psicología suponía un gran problema, Anne estaba emocionada de pertenecer a un proyecto en el que se representaba una manera de hacer ciencia más abierta y estandarizada.
Sin embargo, resultó que establecer la misma actividad de comportamiento en múltiples laboratorios alrededor del mundo no era particularmente fácil. Anne recuerda muchos problemas: equipamiento que no se encontraba disponible en algunos países, cómo entrenar y cuidar de los ratones de una manera consistente, considerando temperaturas, diferencias ambientales, etc. Uno de los aspectos más interesantes de este proyecto fue el aprender a trabajar a la vez con un grupo tan grande de investigadores. “Tuvimos muchas conversaciones, por ejemplo, cómo asignar reconocimiento a cada persona que contribuía al proyecto y cómo tener esto en cuenta a la hora de establecer autoría en los manuscritos … asegurarse de que todo el mundo en el proyecto fuera consciente de lo que se esperaba y poseyese una buena combinación de libertad para trabajar en sus propios intereses a la vez que contribuía al gol general de la colaboración”. Al final, y tras muchos debates, tests, y ajustes, fueron capaces de publicar una guía para establecer e implementar el experimento del IBL. Anne espera que el éxito de este proyecto y otros parecidos anime a la gente a trabajar junta en proyectos más grandes y más centrados en la ciencia abierta en el futuro.
Anne describe el final de su postdoc en el laboratorio de Churchland como “caótico”. Nueva York se encontraba en plena ola de COVID en la primavera de 2020 y el laboratorio se vio forzado a parar todo el trabajo experimental. Fue en medio de todo esto cuando Anne vio un anuncio buscando Profesores Asistentes en la Universidad de Leiden en Holanda. Con tanto tiempo en sus manos y sin experimentos que hacer, decidió solicitar la plaza que finalmente se le ofreció – un logro impresionante dado que se había graduado con su Ph.D. solo dos años antes.
Mudarse a una ciudad nueva en plena pandemia fue un reto. Como todo se desarrollaba online fue más fácil equilibrar el laboratorio nuevo con el cuidado de su bebé, nacido durante la pandemia. Anne admite que fue difícil comenzar ya que no pudo conocer a nadie. Sin embargo, este año siente que comienza a volver a la vida normal y puede centrarse en sus goles para los próximos años. El laboratorio de Anne, de Neurociencia Cognitiva, Computacional y de Sistemas (CoCoSys), investigará cómo el cerebro usa la información sensorial para dirigir la toma de decisiones y cómo esto varía con la experiencia y los estados internos. Está interesada en particular en el efecto del envejecimiento en el cerebro y el comportamiento, y en cómo el trabajo en ambas especies, ratones y humanos, puede ayudar a entender todo esto.
Además de su trabajo experimental, Anne es una apasionada defensora de la lucha contra el cambio climático. En los últimos años, ha colaborado con investigadores para concienciar a los neurocientíficos de cómo pueden responder a la crisis climática. Ha contribuido varias publicaciones animando a los académicos a reducir viajes innecesarios, y gestionar mejor las emisiones causadas por el trabajo en el laboratorio (por ejemplo, plásticos de un solo uso), y a pensar sobre la energía utilizada durante el trabajo computacional. También urge a los neurocientíficos a considerar los diferentes roles que juegan fuera del laboratorio: ciudadanos, miembros de la familia, amigos. “Es importante no limitarse a simplemente preocuparse de la polución que produce uno mismo, sino de crear un efecto dominó en la sociedad – multiplicar tus acciones y convertirlo en un proyecto social”.
Anne se reconforta en el hecho de que ha visto grandes cambios en la cultura científica en solo unos años. Por ejemplo, la ciencia abierta y la diversidad son mucho más importantes ahora en el discurso científico de lo que solían serlo hace 10 años. Este cambio tan significativo en la perspectiva, además de la aparición de proyectos colaborativos a gran escala como el IBL, demuestran que los neurocientíficos son capaces de unirse y abordar problemas importantes. Anne espera que veamos cambios similares en el campo de la neurociencia en cuanto a la lucha contra la crisis climática, y continuará haciendo su parte para que así sea. Desde ayudar a entender cómo nuestros cerebros toman decisiones, hasta informarnos de cómo podemos iniciar acciones en contra del cambio climático – Anne ayuda a la gente y los científicos a aprender a tomar buenas decisiones para ellos mismos y para el planeta.
