Dra. Kanaka Rajan
Translated by Sabrina Santos
Cuando era adolescente, Kanaka siguió una trayectoria típica de una estudiante de ingeniería en la India, estudiando en la escuela secundaria y especializándose en ingeniería bioquímica como estudiante de subgrado. Sin embargo, cuando tomó un puesto de internado de investigación de verano en el Instituto Nacional de Salud Mental en Bangalore, se encontró aventurándose en un mundo nuevo: uno de médicos que discuten enfermedades mentales, sus fisiopatologías y sus interacciones con la sociedad. Kanaka quedó encantada con la novedad de su entorno, pero también con una sensación de familiaridad que despertaba en ella. Kanaka fue criada por su abuela que tenía esquizofrenia y la investigación en neurociencia provocó un sentimiento de conexión con las experiencias vividas por su abuela. Al regresar a la escuela de ingeniería y completar sus estudios universitarios, sintió que se acercaba a una bifurcación en el camino de su viaje. Dar el salto para estudiar neurociencia en la escuela de posgrado era un territorio desconocido, pero estaba decidida a recuperar la emoción que sintió en la clínica.
Kanaka comenzó su doctorado en neurociencia en la Universidad de Brandeis, donde aprendió con entusiasmo cómo realizar técnicas neurocientíficas experimentales complejas y de vanguardia, como la grabación eléctrica del ganglio estomatogástrico de la langosta durante una estancia en el laboratorio de la Dra. Eve Marder. Aunque sus habilidades técnicas eran excelentes, diseñar experimentos le parecía menos intuitivo. Kanaka utilizó este potencial obstáculo como una oportunidad para identificar una habilidad que quería aprender en la escuela graduada. Esa habilidad, que Eve implementa tan bien, es destilar un problema en sus partes más mínimas. Durante su entrenamiento, Kanaka también se convirtió en una experta en este estilo de intuición y es el cual guía su investigación hasta el día de hoy.
Como un pez que regresa al agua, Kanaka finalmente decidió unirse al laboratorio del Dr. Larry Abbott para obtener su doctorado y explorar sus intereses en neurociencia teórica utilizando su experiencia en ingeniería. Aquí, pudo desarrollar su intuición para comprender el cerebro en un entorno que se sentía como en casa. En el laboratorio de Abbott, se topó con una pregunta que no podía quitarse de la cabeza. En retrospectiva, Kanaka ve esta naturaleza molesta de una pregunta científica como un requisito para trabajar en ella: "tiene que como atascarse a tus dientes". Es su propia descripción visceral y encantadora de una pregunta que es al mismo tiempo completamente fascinante e incómoda. En la escuela graduada, Kanaka se obsesionó con la pregunta: ¿cómo reconcilia el cerebro las entradas nuevas que llegan a él con su dinámica interna en curso? Para llegar a una posible solución, diseñó modelos de redes neuronales artificiales con dinámicas continuas generadas intrínsecamente. Estos modelos tenían la capacidad de apagar el ruido interno para prestar atención a las unidades entrantes. Aunque la pregunta de Kanaka se inspiró en la biología, su modelo no incorporó muchas limitaciones biológicas reales. En esta etapa de su viaje intelectual, estaba satisfecha con este estilo de modelo. No fue hasta su trabajo postdoctoral que comenzó a tejer hilos biológicos gruesos a través de su investigación.
Como becaria postdoctoral en Teoría de la Biofísica en la Universidad de Princeton, Kanaka tenía la libertad intelectual de perseguir sus intereses teóricos colaborando con otros teóricos y experimentadores. Comenzó a trabajar con el Dr. William Bialek en una teoría del procesamiento de señales sensoriales que sugiere que las neuronas pueden ser sensibles a las correlaciones en los estímulos entrantes. Posteriormente, abordó estas ideas con el Dr. David Tank y el Dr. Chris Harvey en el contexto de su trabajo sobre las propiedades de activación neuronal secuencial en la corteza parietal de ratones tomando decisiones. Habían observado que durante ciertos comportamientos de toma de decisiones, las neuronas se disparaban en diferentes momentos dentro de una secuencia de actividad más grande, similar a una ola, como los fanáticos haciendo "la ola" en un juego deportivo. Durante las decisiones, la actividad neuronal variaba entre activarse en estas secuencias ondulatorias o aumentar hasta un nivel de "punto fijo". Su trabajo en el laboratorio de Tank se centró en la construcción de un modelo de red neuronal recurrente para generar secuencias y, por lo tanto, opciones de comportamiento, modelando los comportamientos de toma de decisiones del ratón observados en el laboratorio. Aunque es común correlacionar el disparo neuronal con variables de comportamiento como la velocidad de carrera de un animal o la precisión de sus decisiones, Kanaka cree que la dinámica neuronal podría subrayar características más fundamentales de la tarea en sí, como medir el tiempo o marcar el comienzo o el final de los eventos. Kanaka ha mantenido una fascinación por estos procesos neuronales abstractos como componentes básicos de la cognición, y es una parte importante de la investigación actual de su laboratorio.
Kanaka ahora dirige un laboratorio de neurociencia teórica en la ciudad de Nueva York en el Instituto Friedman del Cerebro dentro de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai. Su laboratorio colabora con experimentadores para crear teorías que expliquen cómo los procesos neuronales comprenden los comportamientos cognitivos. Uno de sus campos de investigación se basa en su trabajo de doctorado y posdoctorado sobre patrones de activación neuronal secuencial y de punto fijo, o "motivos dinámicos" neuronales. Kanaka y sus colegas observaron que los disparos neuronales aumentaban hasta un "punto fijo" cuando los animales realizaban tareas más complejas y se disparaban en una secuencia similar a una onda cuando los animales realizaban comportamientos más naturales. En otras palabras, la complejidad de la tarea afectó la dinámica de actividad observada. Además, vieron disparos secuenciales en regiones del cerebro con diferentes anatomías y en tareas muy diferentes. Si estos patrones de activación no son específicos de la región del cerebro, las variables de comportamiento o las características de la tarea, ¿qué están señalando? Su hipótesis armoniza con su pregunta de doctorado: "¿Cómo reconcilia el cerebro las entradas nuevas que llegan sl cerebro (estados de cambio) con su dinámica interna en curso (estado actual)?" Las neuronas de punto fijo podrían representar constantemente un estado mientras realiza una tarea, mientras que las neuronas secuenciales podrían permitirle cambiar entre estados y encadenar sus acciones. En este paradigma, silenciar una región del cerebro y ver una alteración del comportamiento no significa necesariamente que esa región en particular sea importante para realizar la tarea. En cambio, podríamos interpretar esto como que el animal ya no puede encadenar sus acciones. La idea de Kanaka es conmovedora; incluso el simple hecho de ser consciente de ello debería cambiar la forma en que interpretamos los estudios de comportamiento.
El otro campo de investigación de su laboratorio surgió de su colaboración con el laboratorio del Dr. Karl Deisseroth, trabajando juntos para analizar toda la actividad cerebral de las larvas de pez cebra. Kanaka afirma que la actividad neuronal de cualquier región es una función de sus conexiones con el resto del cerebro. Por lo tanto, la actividad de esa única región no es muy informativa de su función. Todo el trabajo con las larvas del pez cebra le hizo pensar en la modularidad del cerebro y por qué necesita múltiples regiones para resolver problemas. ¿Surgió la modularidad a medida que los comportamientos se volvían más complejos? Más específicamente, ¿cómo podemos entender las interacciones multirregionales? Su laboratorio está interesado en los fundamentos mecánicos de las habilidades de resolución de problemas de las poblaciones de neuronas; qué tipo de entradas requieren y qué tamaños son óptimos, por ejemplo.
Además de sus talentos científicos estelares, Kanaka se dedica a cultivar una comunidad académica diversa, empática y solidaria. Más allá de contratar a mujeres científicas de color, desafía a las instituciones académicas a brindarles las herramientas y promover el entorno que necesitan para tener éxito una vez que estén allí. Lidera con el ejemplo como parte de los comités de revisión de subvenciones y búsqueda de profesores. Ella aplica su enfoque empático e interseccional en estas posiciones, señalando que diversas personas tienen diversas experiencias vividas, y estas deben celebrarse al construir una comunidad científica. Después de todo, son esas experiencias vividas las que nos llevan a abordar de manera única las preguntas que nos “enganchan y quitan el sueño”.
