¿Por qué te sientes solo? La neurociencia está empezando a encontrar respuestas.

La búsqueda de la soledad de un neurocientífico podría ayudarnos a comprender mejor los costos del aislamiento social. Por

• Adán Piore página de archivo

4 de septiembre de 2020

jenny siegwarts

Mucho antes de que el mundo hubiera oído hablar del covid-19, Kay Tye se propuso responder una pregunta que ha adquirido una nueva resonancia en la era del distanciamiento social: cuando las personas se sienten solas, ¿anhelan las interacciones sociales de la misma manera que una persona hambrienta? anhela comida? ¿Y podrían ella y sus colegas detectar y medir este hambre en los circuitos neuronales del cerebro?

La soledad es algo universal. Si le preguntara a la gente en la calle: '¿Sabes lo que significa estar solo?', probablemente el 99 o el 100 % de las personas dirían que sí, explica Tye, neurocientífico del Instituto Salk de Ciencias Biológicas. Parece razonable argumentar que debería ser un concepto en neurociencia. Es solo que nadie encontró una manera de probarlo y localizarlo en células específicas. Eso es lo que estamos tratando de hacer.

En los últimos años, ha surgido una vasta literatura científica que relaciona la soledad con la depresión, la ansiedad, el alcoholismo y el abuso de drogas. Incluso hay un creciente cuerpo de trabajo epidemiológico que muestra que la soledad aumenta las probabilidades de enfermarse: parece provocar la liberación crónica de hormonas que suprimen la función inmunológica saludable. Los cambios bioquímicos de la soledad pueden acelerar la propagación del cáncer, acelerar las enfermedades cardíacas y el Alzheimer, o simplemente agotar la voluntad de seguir adelante de los más vitales entre nosotros. La capacidad de medirlo y detectarlo podría ayudar a identificar a las personas en riesgo y allanar el camino para nuevos tipos de intervenciones.

En los próximos meses, muchos advierten, es probable que veamos los impactos del covid-19 en la salud mental a escala mundial. Los psiquiatras ya están preocupados por las crecientes tasas de suicidio y sobredosis de drogas en los EE. UU., y el aislamiento social, junto con la ansiedad y el estrés crónico, es una causa probable. El reconocimiento del impacto del aislamiento social en el resto de la salud mental afectará a todos muy pronto, dice Tye. Creo que el impacto en la salud mental será bastante intenso y bastante inmediato.

Sin embargo, cuantificar, o incluso definir, la soledad es un desafío difícil. Tan difícil, de hecho, que los neurocientíficos han evitado el tema durante mucho tiempo.

La soledad, dice Tye, es inherentemente subjetiva. Es posible pasar el día completamente aislado, en contemplación tranquila y sentirse fortalecido. O para guisarse en la miseria alienada rodeado de una multitud, en el corazón de una gran ciudad, o acompañado de amigos y familiares cercanos. O, para tomar un ejemplo más contemporáneo, participar en una llamada de Zoom con seres queridos en otra ciudad y sentirse profundamente conectado, o incluso más solo que cuando comenzó la llamada.

Esta confusión podría explicar los curiosos resultados que surgieron cuando Tye, antes de publicar su primer artículo científico sobre la neurociencia de la soledad en 2016, realizó una búsqueda de otros artículos sobre el tema. Aunque encontró estudios sobre la soledad en la literatura psicológica, la cantidad de artículos que también contenían las palabras células, neuronas o cerebro era precisamente cero.

Los neurocientíficos han asumido durante mucho tiempo que las preguntas sobre cómo podría funcionar la soledad en el cerebro humano eludirían sus laboratorios basados ​​en datos.

Aunque la naturaleza de la soledad ha preocupado a algunas de las mentes más brillantes de la filosofía, la literatura y el arte durante milenios, los neurocientíficos han asumido durante mucho tiempo que las preguntas sobre cómo podría funcionar en el cerebro humano eludirían sus laboratorios basados ​​en datos. ¿Cómo cuantificas la experiencia? ¿Y dónde comenzarías a buscar en el cerebro los cambios provocados por un sentimiento tan subjetivo?

Tye espera cambiar eso mediante la construcción de un campo completamente nuevo: uno destinado a analizar y comprender cómo nuestras percepciones sensoriales, experiencias previas, predisposiciones genéticas y situaciones de la vida se combinan con nuestro entorno para producir un estado biológico concreto y medible llamado soledad. Y quiere identificar cómo se ve esa experiencia aparentemente inefable cuando se activa en el cerebro.

Si Tye tiene éxito, podría conducir a nuevas herramientas para identificar y monitorear a las personas en riesgo de enfermedades que empeoran con la soledad. También podría generar mejores formas de manejar lo que podría ser una inminente crisis de salud pública provocada por covid-19.

Encontrando las neuronas de la soledad

Tye se ha centrado en poblaciones específicas de neuronas en cerebros de roedores que parecen estar asociadas con una necesidad medible de interacción social, un hambre que puede manipularse estimulando directamente las neuronas mismas. Para identificar estas neuronas, Tye se basó en una técnica que desarrolló mientras trabajaba como posdoctorado en el laboratorio de Karl Deisseroth de la Universidad de Stanford.

Deisseroth había sido pionero en optogenética, una técnica en la que se implantan proteínas sensibles a la luz modificadas genéticamente en las células cerebrales; Luego, los investigadores pueden encender o apagar neuronas individuales simplemente encendiéndolas con luces a través de cables de fibra óptica. Aunque la técnica es demasiado invasiva para usar en personas, además de una inyección en el cerebro para administrar las proteínas, requiere pasar el cable de fibra óptica a través del cráneo y directamente al cerebro, permite a los investigadores modificar las neuronas en vivo. , roedores que se mueven libremente y luego observar su comportamiento.

Tye comenzó a utilizar la optogenética en roedores para rastrear los circuitos neuronales involucrados en las emociones, la motivación y los comportamientos sociales. Descubrió que al activar una neurona y luego identificar las otras partes del cerebro que respondían a la señal emitida por la neurona, podía rastrear los circuitos discretos de las células que trabajan juntas para realizar funciones específicas. Tye rastreó meticulosamente las conexiones desde la amígdala, un conjunto de neuronas con forma de almendra que se cree que es el asiento del miedo y la ansiedad tanto en roedores como en humanos.

Kay Tye, neurocientífica del Instituto Salk de Ciencias Biológicas, está tratando de detectar y medir la soledad en los circuitos neuronales del cerebro.

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Los científicos sabían desde hace mucho tiempo que estimular la amígdala en su conjunto podría hacer que un animal se encogiera de miedo. Pero al seguir el laberinto de conexiones dentro y fuera de las diferentes partes de la amígdala, Tye pudo demostrar que el circuito del miedo del cerebro era capaz de imbuir estímulos sensoriales con muchos más matices de lo que se creía anteriormente. Parecía, de hecho, modular el coraje también.

Cuando Tye instaló su laboratorio en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT en 2012, estaba siguiendo las conexiones neuronales de la amígdala a lugares como la corteza prefrontal, conocida como el ejecutivo del cerebro, y el hipocampo, la sede de la memoria episódica. . El objetivo era construir mapas de los circuitos en el cerebro en los que confiamos para comprender el mundo, dar sentido a nuestra experiencia momento a momento y responder a diferentes situaciones.

Comenzó a estudiar la soledad en gran parte por casualidad. Mientras buscaba nuevos posdoctorados, Tye se topó con el trabajo de Gillian Matthews. Como estudiante de posgrado en el Imperial College de Londres, Matthews había hecho un descubrimiento inesperado cuando separó los ratones de sus experimentos. El aislamiento social, el hecho mismo de estar solo, parecía haber cambiado las células cerebrales llamadas neuronas DRN de maneras que implicaban que podrían desempeñar un papel en la soledad.

Tye vio inmediatamente las posibilidades. Oh, Dios mío, ¡esto es increíble! recuerda haber pensado. Que los signos del aislamiento social pudieran rastrearse hasta una parte específica del cerebro tenía mucho sentido para ella. Pero, ¿dónde está y cómo lo encontrarías? Si esta pudiera ser la región, pensé, sería súper interesante. En todos sus estudios sobre las neuronas, dice Tye, nunca antes había visto nada sobre el aislamiento social. Alguna vez.

Tye se dio cuenta de que si ella y Matthews podían construir un mapa de un circuito de soledad, podrían responder en el laboratorio precisamente el tipo de preguntas que esperaba explorar: ¿Cómo el cerebro le da significado al aislamiento social? ¿Cómo y cuándo la experiencia objetiva de no estar cerca de la gente, es decir, se convierte en la experiencia subjetiva de la soledad? El primer paso fue comprender mejor el papel que desempeñaban las neuronas DRN en este estado mental.

Las neuronas DRN se muestran aquí dentro del sistema de dopamina y los circuitos aguas abajo.

MATTHEW UNGLESS/IMPERIAL COLLEGE LONDRES GILLIAN MATTHEWS / KAY TYE / MIT GILLIAN MATTHEWS / KAY TYE / MIT

Una de las primeras cosas que Tye y Matthews notaron fue que cuando estimulaban estas neuronas, era más probable que los animales buscaran interacción social con otros ratones. En un experimento posterior, demostraron que los animales, cuando se les daba a elegir, evitaban activamente áreas de sus jaulas que, al entrar, desencadenaban la activación de las neuronas. Esto sugirió que su búsqueda de interacción social fue impulsada más por un deseo de evitar el dolor que de generar placer, una experiencia que imitaba la experiencia aversiva de la soledad.

En un experimento de seguimiento, los investigadores pusieron a algunos de los ratones en confinamiento solitario durante 24 horas y luego los reintrodujeron en grupos sociales. Como era de esperar, los animales buscaron y pasaron una cantidad inusual de tiempo interactuando con otros animales, como si estuvieran solos. Luego, Tye y Matthews volvieron a aislar a los mismos ratones, esta vez usando optogenética para silenciar las neuronas DRN después del período en solitario. Esta vez, los animales perdieron el deseo de contacto social. Era como si el aislamiento social no se hubiera registrado en sus cerebros.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que el cerebro alberga el equivalente biológico del indicador de combustible de un automóvil: un sistema homeostático complejo que permite que nuestra materia gris rastree el estado de nuestras necesidades biológicas básicas, como las de alimentos, agua y sueño. El propósito del sistema es impulsarnos hacia comportamientos destinados a mantener o restaurar nuestro estado natural de equilibrio.

Tye y Matthews parecían haber encontrado el equivalente a un regulador homeostático para las necesidades básicas de contacto social de los roedores. La siguiente pregunta: ¿Qué significan estos hallazgos para las personas?

Hambriento de una sonrisa

Para responder a esa pregunta, Tye está trabajando con investigadores en el laboratorio de Rebecca Saxe, profesora de neurociencia cognitiva en el MIT, que se especializa en el estudio de la cognición social y las emociones humanas.

Los experimentos humanos son mucho más difíciles de diseñar porque la cirugía cerebral requerida para la optogenética no es una opción. Pero es posible exponer a las personas solitarias a imágenes de personas amigables que ofrecen señales sociales, como una sonrisa, y luego monitorear y registrar los cambios en el flujo sanguíneo a diferentes partes del cerebro utilizando imágenes de resonancia magnética funcional. Y, gracias a experimentos anteriores, los científicos tienen una buena idea de dónde mirar en el cerebro, un área análoga a la que Matthews y Tye estudiaron en ratones.

El año pasado, Livia Tomova, una postdoctoral que ha estado supervisando la investigación en el laboratorio de Saxe, reclutó a 40 voluntarios que se autoidentificaron con grandes redes sociales y niveles muy bajos de soledad. Tomova exilió a sus sujetos a una habitación en el laboratorio y prohibió cualquier contacto humano durante 10 horas. A modo de comparación, Tomova pidió a los mismos participantes que regresaran para una segunda sesión de 10 horas que contenía mucha interacción social, pero sin comida.

Tomova y Saxe usaron escáneres fMRI para medir la respuesta del cerebro a la comida y la interacción social después de períodos de ayuno y aislamiento. El escaneo de la derecha muestra la actividad en el mesencéfalo asociada con las recompensas.

Al final de cada sesión, se pidió a los sujetos que se subieran al escáner fMRI y se les expuso a diferentes imágenes: algunas mostraban a personas ofreciendo señales sociales no verbales y otras contenían imágenes de alimentos.

A diferencia de Tye y Matthews, Tomova no pudo concentrarse en las neuronas individuales. Pero pudo rastrear los cambios en el flujo sanguíneo dentro de áreas más grandes del escaneo, conocidas como vóxeles; cada vóxel mostraba la actividad cambiante de poblaciones discretas de varios miles de neuronas. Tomova se centró en áreas del mesencéfalo conocidas por ser ricas en neuronas asociadas con la producción y el procesamiento del neurotransmisor dopamina.

Estas áreas ya se han relacionado en otros experimentos con la sensación de querer o desear algo. Son áreas que se iluminan en respuesta a imágenes de comida cuando una persona tiene hambre, o a imágenes relacionadas con drogas en personas con adicción. ¿Harían lo mismo en personas solitarias a las que se mostraran imágenes de una sonrisa?

La respuesta fue clara: después del aislamiento social, los escáneres cerebrales de los sujetos mostraron mucha más actividad en el cerebro medio cuando se les mostraron imágenes de señales sociales. Cuando los sujetos tenían hambre pero no habían sido aislados socialmente, exhibieron una reacción igualmente robusta a las señales de comida, pero no a las sociales.

Ya sea el impulso por el contacto social o el impulso por otras cosas como la comida, parece estar representado de una manera muy similar, dice Tomova.

El experimento de la pandemia

Comprender cómo se produce en el cerebro el hambre de contacto social podría permitir una comprensión más profunda del papel que juega el aislamiento social en algunas enfermedades.

La medición objetiva de la soledad en el cerebro, en lugar de preguntar a las personas cómo se sienten, podría proporcionar cierta claridad sobre la conexión entre la depresión y la soledad, por ejemplo. ¿Qué viene primero, la depresión causa soledad o la soledad causa depresión? ¿Y la intervención social aplicada en el momento adecuado podría ayudar a combatir la depresión?

Los conocimientos sobre el circuito de la soledad en el cerebro también podrían arrojar algo de luz sobre la adicción, a la que los animales aislados son más propensos, según algunas investigaciones. La evidencia parece particularmente fuerte en animales adolescentes, que parecen ser aún más sensibles a los efectos del aislamiento social que los mayores o los más jóvenes. Los humanos entre las edades de 16 y 24 años son los más propensos a reportar sentirse solos, y esta es también la edad en que muchos trastornos de salud mental comienzan a manifestarse por primera vez. ¿Hay una conexión?

Los conocimientos sobre el circuito de la soledad en el cerebro podrían arrojar algo de luz sobre la adicción.

Pero la necesidad actual más evidente puede ser en respuesta al aislamiento social provocado por la pandemia de covid. Algunos Las encuestas en Internet no informan un aumento general de la soledad. desde que comenzó la pandemia, pero ¿qué pasa con las personas con mayor riesgo de problemas de salud mental? Cuando están aislados, ¿en qué momento comienza a peligrar su bienestar psicológico y físico? ¿Y qué tipos de intervenciones podrían protegerlos de ese peligro? Una vez que podemos medir la soledad, podemos comenzar a averiguarlo, lo que facilita mucho el diseño de intervenciones específicas.

Una pregunta vital para la investigación futura es cuánto y qué tipo de interacción social positiva son suficientes para satisfacer esta necesidad básica y, por lo tanto, eliminar la respuesta de deseo neuronal, Tomova y Tye. escribió en una preimpresión de su próximo artículo, publicado a finales de marzo. La pandemia enfatizó la necesidad de una mejor comprensión de las necesidades sociales humanas y el mecanismo neuronal que subyace a la motivación social, escribieron. El estudio actual proporciona un primer paso en esa dirección.

Eso, en el lenguaje típicamente subestimado de la ciencia, señala el nacimiento de un campo de investigación completamente nuevo, algo que no se puede presenciar con frecuencia, y mucho menos ser parte de él.

Es tan emocionante para mí, porque todos estos son conceptos que hemos escuchado un millón de veces en psicología y, por primera vez, tenemos células en el cerebro que podemos vincular al sistema, dice Tye. Y una vez que tienes una celda, puedes rastrear hacia atrás, puedes rastrear hacia adelante; puedes averiguar qué hay río arriba; puedes averiguar qué están haciendo todas las neuronas que están aguas arriba y qué mensajeros se están enviando, dice Tye. Ahora puedes encontrar todo el circuito; ya sabes por dónde empezar.

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