Altavoz 1: Bienvenido al podcast del Instituto Salk, Where Cures Begin, donde los científicos hablan sobre descubrimientos revolucionarios con sus anfitriones, Allie Akmal y Brittany Fair.

Feria de Bretaña: Estoy aquí con el Dr. Eiman Azim. El Dr. Azim investiga los circuitos neuronales en la médula espinal y el cerebro para descubrir cómo funcionan los movimientos hábiles, en particular, las acciones dirigidas a un objetivo, como atrapar una pelota o lanzar un dardo. Ha identificado dos circuitos espinales genéticamente distintos que son cruciales para estas acciones. Una clase de neuronas, responsable de la estabilidad de una extremidad durante el movimiento, y la otra, responsable de proporcionar una retroalimentación rápida para ayudar al cerebro a monitorear y corregir los movimientos. Bienvenido a Donde comienzan las curas, Dr. Azim. ¿Quieres contarme un poco sobre en qué estás trabajando aquí en Salk?

Eiman Azim: Bueno, mi laboratorio está interesado en cómo el cerebro controla el comportamiento. En última instancia, cuando piensas en el comportamiento, es movimiento. Tienes que hacer que tus músculos se contraigan para moverte, ya sea que estés comiendo, respirando, alcanzando tu agua. Entonces, lo que tratamos de hacer es investigar cómo los circuitos neuronales en el cerebro y la médula espinal controlan diferentes tipos de movimiento. En particular, nos gustan mucho los movimientos diestros de los brazos, las manos y los dedos.

Feria de Bretaña: Entonces, ¿son movimientos muy complejos?

Eiman Azim: Sí. Y si piensas en estos movimientos diestros, no son solo los músicos y los atletas los que nos impresionan todos los días, sino todos nosotros. Creo que todos deberíamos estar muy orgullosos de nosotros mismos. Podemos abotonar nuestras camisas. Podemos escribir correos electrónicos. Podemos coordinar la contracción de docenas de músculos con una velocidad y precisión asombrosas. Y el problema es que no tenemos una comprensión muy clara de cómo el sistema nervioso puede coordinar comportamientos tan complejos.

Feria de Bretaña: Interesante. Entonces, si sostengo un bolígrafo y escribo, ¿no sabemos realmente cómo nuestro cerebro controla ese movimiento?

Eiman Azim: Yo diría que en gran parte, no. En gran parte, no. Tenemos una idea de las diferentes regiones del cerebro y los diferentes circuitos que son importantes. Entonces, por ejemplo, si hay una enfermedad o lesión neurodegenerativa que saca una parte del cerebro del sistema, sabemos que este tipo de comportamientos diestros son muy vulnerables a esa lesión o enfermedad. Pero, en su mayoría, falta una comprensión más profunda de cómo en el sistema de funcionamiento, todos estos circuitos neuronales interactúan y se comunican para coordinar dicho comportamiento. Entonces, lo que estamos tratando de hacer es usar herramientas genéticas moleculares sofisticadas para ingresar al sistema nervioso y descubrir cuáles son todas las piezas y cómo funcionan juntas.

Feria de Bretaña: Seguro. ¿Y cuáles son algunas de esas herramientas que mencionaste?

Eiman Azim: Sí. Así que en las últimas décadas ha habido esta asombrosa revolución genética molecular en la neurociencia. Básicamente, lo que eso significa es que nos permite aprovechar el hecho de que, por ejemplo, diferentes tipos de células, incluidas las neuronas, expresan diferentes genes. Así es como se diferencian unos de otros. Entonces, si podemos entender esos códigos moleculares, entonces podemos tener acceso a esas neuronas y obtener la especificidad que necesitamos para entrar y ver cómo estas neuronas se conectan entre sí.

O bien, en algunos experimentos podemos entrar y podemos sacar esas neuronas particulares del circuito por completo, o encenderlas o apagarlas a voluntad y realmente intentar investigar su función. En el pasado, un enfoque tradicional carecía realmente de esa selectividad. Realmente solo podrías entrar y hacer una gran lesión o inyectarte una droga, lo cual es bastante inespecífico si consideras que hay cientos o miles de diferentes tipos de neuronas entremezcladas en cada parte del cerebro. Entonces, lo que la genética molecular nos permite hacer es entrar y desenredar eso con precisión quirúrgica.

Feria de Bretaña: Bueno. ¿Y este tipo de precisión podría permitirle crear un tratamiento o conducir a una cura para una enfermedad neurodegenerativa o una lesión de la médula espinal?

Eiman Azim: Creo que hay un gran número de implicaciones de este tipo de investigación. Lo que creo fundamentalmente es que, si queremos desarrollar mejores enfoques para diagnosticar y tratar enfermedades y lesiones, necesitamos una comprensión mucho mejor de cómo funciona fundamentalmente el sistema normal. Así que mi laboratorio en gran parte trata de llegar a esta comprensión fundamental de la ciencia básica de cómo funciona el sistema motor.

Feria de Bretaña: El Azim Lab espera que esta investigación fundamental les proporcione una mejor comprensión de enfermedades como la enfermedad de Parkinson. La enfermedad de Parkinson es un trastorno del sistema nervioso central que afecta a las neuronas que producen el neurotransmisor dopamina. Los pacientes a menudo experimentan problemas con el movimiento o los temblores en reposo. Y actualmente, no hay cura para el Parkinson.

Eiman Azim: Si tenemos una mejor comprensión de la ciencia básica, vamos a tener una base más grande a partir de la cual construir curas.

Feria de Bretaña: Parece que tienes este rompecabezas muy grande y estás tratando de descubrir no solo cuáles son las piezas del rompecabezas, sino también cómo encajan cada una.

Eiman Azim: Exacto, si. Y no solo cómo encajan en una imagen estática, que es cómo se conectan entre sí, sino dinámicamente cómo encajan entre sí. A lo largo de un movimiento, ¿cómo cambia la comunicación de estos circuitos neuronales entre sí para coordinar estos comportamientos? Entonces, lo que la mayoría de los proyectos en mi laboratorio están viendo desde una vista de 30,000 pies es la interacción de las salidas de comando del motor que lo hacen moverse, y toda la retroalimentación que regresa a su sistema, desde sus músculos, desde su piel, de tus ojos. Esos dos caminos interactúan constantemente de una manera muy dinámica. Y no tenemos una comprensión muy buena de cómo esa interacción subyace a la coordinación realmente rápida de movimientos precisos.

Feria de Bretaña: Bien, entonces tienes señales que vienen de tu cerebro y van a tus músculos. Y luego tienes información sensorial que viene del medio ambiente. Y estas señales viajan de regreso al cerebro, ¿es correcto?

Eiman Azim: Si, exacto. Y la interacción entre esas dos formas muy genéricas de información no se entiende muy bien. Pero sabemos que cada parte de eso es fundamental para el movimiento coordinado. Las cosas se complican mucho. Uno de los grandes proyectos en mi laboratorio en este momento es ver cómo controlas la fuerza de esa retroalimentación, con una perilla de volumen subiendo o bajando lo que llamamos la ganancia de esa retroalimentación. No puede simplemente permitir que todos los comentarios de su cuerpo lleguen sin filtrar, estaríamos completamente abrumados. Gran parte de esa retroalimentación es ruidosa o disruptiva. Y entonces, hemos estado observando circuitos en el cerebro que, nuevamente, de manera dinámica, a medida que te mueves, pueden aumentar la fuerza de la retroalimentación que es realmente destacada e importante para el movimiento, y otros circuitos que disminuirán la fuerza. de la retroalimentación que es disruptiva o ruidosa.

Feria de Bretaña: Es gracioso. Me imagino un pequeño DJ dentro de tu cerebro-

Eiman Azim: Exactamente-

Feria de Bretaña: … decidir qué va a salir y jugarse.

Eiman Azim: Muchos deejays, ese es el problema.

Feria de Bretaña: Ya veo.
Al crecer, ¿siempre supo que quería convertirse en neurocientífico?

Eiman Azim: No. Siempre me gustó la ciencia. Cuando era niño, me gustaba mucho el espacio y los dinosaurios. Así que me interesó mucho la idea de estudiar un tema específico y convertirme en un experto en él. Pero realmente no fue hasta la universidad que me enamoré de la neurociencia. Así que me apasionaba mucho la filosofía cuando estaba en Stanford como estudiante. Así que me estaba especializando en filosofía, y también me estaba especializando en biología. Pero la filosofía fue realmente mi pasión durante los primeros dos años de universidad. Y luego, me frustró un poco que, si bien las preguntas son grandiosas y fascinantes, no había muchas maneras buenas de encontrar respuestas definitivas. Y fue entonces cuando decidí que quería ingresar a un laboratorio de ciencias y tratar de ver si podíamos acceder a algunas de estas preguntas y recopilar algunos datos que pudieran orientarnos en la dirección correcta.

Feria de Bretaña: Sí, y la filosofía es un tema extremadamente difícil de estudiar y realmente sienta las bases de cómo nos acercamos a la ciencia. ¿Sientes que tener una formación en filosofía te ha preparado para tu carrera actual en investigación?

Eiman Azim: Sí. Creo que la filosofía te enseña a pensar sobre un problema. Todos somos filósofos. Tenemos doctorados en filosofía. Por alguna razón, la definición común de filosofía se ha vuelto más pequeña a lo largo de los siglos. Pero realmente veo lo que hacemos todavía como un aspecto de la filosofía. Estamos mirando el mundo. Tenemos curiosidad por un problema. Tratamos de encontrar formas racionales e inteligentes para tratar de abordar ese problema. Y eso se aplica a todas las ciencias de la vida, a todas las ciencias en general.

Feria de Bretaña: Absolutamente.
Y cuando fuiste a la escuela de posgrado en Harvard, y luego fuiste becario postdoctoral en Columbia. Ambos lugares están muy lejos en la costa este. ¿Qué te atrajo de todo el país a Salk?

Eiman Azim: Oh, bueno, crecí en Colorado, que comparte muchas de las vibraciones que tiene California. Y luego, después de ir a la Universidad del Área de la Bahía, me enamoré de California. Así que siempre supe que quería volver. Me encantó estar en Nueva York y estar en Boston durante esos 10 u 11 años. Pero estaba bastante seguro de que iba a volver. De hecho, cuando hice una lista cuando todavía era un posdoctorado de todos los trabajos a los que quería postularme, y los ordené por orden de clasificación como cuál sería mi favorito, sin querer tenía las siete mejores escuelas que enumeré estaban todas en California. . Así que creo que fue una señal de que debería volver.

Feria de Bretaña: Eso es completamente justo. No hay lugar en el mundo como California.

Eiman Azim: Eso es California. Pero el Salk fue realmente especial. Era diferente a cualquier otro lugar que estuviera buscando. Es pequeño por diseño. Es increíblemente colaborativo. No hay departamentos. Hay muy pocas barreras o fronteras entre disciplinas. Hay muchas ventajas en una gran universidad con grandes departamentos y hospitales vecinos. Pero no tienen el ambiente en Salk, donde cuando caminas para almorzar o caminar para tomar un café, te encuentras con uno de los mejores biólogos de plantas del mundo y simplemente entablas una conversación. Eso simplemente no sucede muy fácilmente en las grandes universidades.

Feria de Bretaña: ¿Se siente capaz de colaborar con personas fuera de su enfoque específico en Salk?

Eiman Azim: Definitivamente tengo muchas discusiones y colaboraciones excelentes en curso en Salk. Entonces, un ejemplo es que mi laboratorio está trabajando con los laboratorios de Sam Pfaff y Axel Nimmerjahn para desarrollar nuevos enfoques para tratar de registrar la actividad de la médula espinal. Entonces, si queremos entender cómo funciona el cerebro, una de las principales herramientas que necesitamos es la capacidad de registrar la actividad de las neuronas a medida que se comporta el animal.

Entonces podemos correlacionar la actividad del cerebro con el comportamiento. La médula espinal es un lugar realmente difícil para hacer eso porque se mueve mucho cuando el animal se mueve. Y esa ha sido una de las partes menos accesibles del sistema nervioso si usamos muchos de estos enfoques modernos para registrar la actividad neuronal. Así que esa es una colaboración.

Interactúo constantemente con Kenta Asahina, mi vecina. Hacemos reuniones de laboratorio conjuntas. ellos trabajan en Drosophila como un sistema modelo, mirando la agresión y la interacción social.

Feria de Bretaña: Y eso es una mosca, ¿verdad?

Eiman Azim: Eso es una mosca, lo siento. Y lo bueno es que ambos estamos fundamentalmente fascinados por la forma en que el cerebro controla el comportamiento. Pero usamos herramientas y especies modelo muy diferentes para abordar esas preguntas. Así que creo que Kenta y yo, y nuestros laboratorios, ganamos mucho viendo en qué está trabajando el otro laboratorio cada semana e intercambiando ideas.

Feria de Bretaña: Absolutamente.
Entonces, ahora eres profesor en el Instituto Salk. ¿Tiene algún consejo para los aspirantes a neurocientíficos?

Eiman Azim: La ciencia es un trabajo increíblemente divertido y sorprendentemente difícil. Entonces, la única forma en que funciona es asegurarse de que las preguntas que está haciendo lo fascinen. He visto a mucha gente que se quemó con la idea de la ciencia y todas las trasnochadas y los experimentos fallidos, porque al final, los experimentos que estaban haciendo no los fascinaban fundamentalmente. Así que les digo a todos mis estudiantes y estudiantes universitarios en el laboratorio y a todos, que lo más importante es tener el impulso, la curiosidad y la pasión por su pregunta. Algunas preguntas te van a interesar más que otras. Así que realmente sigue tu pasión ante todo.

Feria de Bretaña: ¿Qué crees que depara el futuro para comprender la base neuronal del movimiento?

Eiman Azim: Creo que estamos en un momento realmente fascinante y fundamental en la neurociencia en general, pero especialmente en el control motor. Entonces, como comencé diciendo, realmente queremos entender cómo el cerebro controla el comportamiento. Y el movimiento es el camino, es la salida. Y creo que es la parte más accesible y cuantificable de estos circuitos realmente complejos. Y el campo ya está obteniendo estos conocimientos asombrosos que no solo nos dicen cómo podría estar funcionando nuestro sistema nervioso, y también nos dicen qué podría salir mal en enfermedades y lesiones, sino que las personas han estado usando esa información para informar el desarrollo de terapias y prótesis

Como mencioné anteriormente, su salida interactúa con sus comentarios. Así que hay una nueva y sorprendente investigación en prótesis que no sólo está brindando a las personas que, por ejemplo, tienen una lesión en la médula espinal, la capacidad de controlar una extremidad robótica o un brazo protésico, sino también hacer que ese brazo envíe retroalimentación al cerebro. para que esta persona pueda interactuar más con el mundo. Y la forma de desarrollar esas cosas es utilizando las lecciones que hemos aprendido en el laboratorio.

Feria de Bretaña: Seguro. ¿Cuántos años crees que es, de manera realista?

Eiman Azim: De alguna manera ya está sucediendo y solo va a mejorar. Para llegar al nivel que todos imaginamos y que verías en las películas, creo que va a tomar un poco de tiempo. Todo es incremental y para los pacientes que necesitan ayuda ahora ya están sucediendo cosas muy emocionantes.

Feria de Bretaña: Puede parecer imposible, pero el Dr. Azim puede equilibrar su carrera de investigación a tiempo completo mientras es esposo y padre primerizo. Más o menos, es un superhéroe.

Eiman Azim: Equilibrio es una palabra fuerte. Nos estamos arreglando. Sí, mi esposa es neurocirujana en UCSD. Y nos conocimos justo cuando ella terminó la escuela de medicina. De hecho, ella vino aquí a UCSD para estudiar medicina. Y yo estaba en Harvard para mi doctorado, estudiando para mi doctorado. Y ella vino e hizo una pasantía en MGH, donde estaba mi laboratorio. Y compartimos un piso, y compartimos un comedor, y lo más importante, la cafetera donde normalmente estaba estacionado. Y ahí fue donde nos conocimos y nos llevamos bien. Y luego, poco después, se fue a Nueva York para su residencia, y yo la seguí un par de años después de terminar mi doctorado.

Feria de Bretaña:Eso es fantástico. ¿Y pudo venir aquí cuando entrenabas en Salk?

Eiman Azim: Sí. Terminó su residencia casi al mismo tiempo que yo terminaba mi posdoctorado. Así que el tiempo funcionó muy bien. Y luego entramos en un mercado laboral que es realmente difícil para una sola persona.

Feria de Bretaña: Esto es un eufemismo. Puede ser casi imposible, pero de alguna manera lo lograron, un neurocientífico y un neurocirujano, ambos empleados en uno de los mercados laborales más competitivos del mundo, San Diego. ¿Habéis colaborado juntos alguna vez?

Eiman Azim: Sí. Bueno, tenemos un par de colaboraciones en proceso. Entonces, uno es una subvención presentada en la que estamos analizando cómo podemos mejorar la terapia de estimulación cerebral profunda para pacientes con parkinson, utilizando parte de la tecnología de seguimiento de movimiento con la que hemos estado trabajando en mi laboratorio. Y otra es que tiene este increíble acceso que muy pocas personas tienen al cerebro humano. Entonces ella trata a pacientes con epilepsia. Y cuando un subconjunto de pacientes que son candidatos para cirugía ingresan al quirófano, lo que hace es implantar electrodos, ya sea en la superficie del cerebro o internamente en el cerebro. Y luego esos pacientes estarán allí por una semana o dos.

Y el objetivo es que ocurra una convulsión para que pueda encontrar el foco de esa convulsión, y luego entrar y tal vez restablecer ese tejido. Pero mientras están allí, durante una semana o dos, tienes acceso electrofisiológico o de grabación al cerebro humano. Lo cual es muy raro y muy emocionante. Así que hemos estado pensando en preguntas geniales que podemos hacer mientras esos pacientes están allí y están dispuestos a jugar a los pequeños videojuegos que les damos. Estamos muy agradecidos por su tiempo. Y creo que a menudo están muy emocionados de ser parte de nuestro trabajo.

Feria de Bretaña: Y ahora, ambos tienen un bebé.

Eiman Azim: Lo hacemos, sí, cuatro meses de edad.

Feria de Bretaña: Cuatro meses, es niño o niña?

Eiman Azim: Chico. Su nombre es Elián.

Feria de Bretaña: Guau. ¿Y cómo es tener un bebé siendo profesor asistente de tiempo completo?

Eiman Azim: Todavía estoy averiguando eso. Pero es un acto de equilibrio. Recibí este consejo de un amigo mío que fue mi mentor cuando estaba en la escuela de posgrado. Y tuvo un hijo cuando era postdoctorado. Dijo que básicamente tienes que hacer la misma cantidad en mucho menos tiempo. Entonces, realmente he tratado de concentrarme en eliminar todas las cosas extrañas para poder hacer mi ciencia e ir a casa y jugar con mi hijo.

Feria de Bretaña: ¿Se considera extraño el sueño?

Eiman Azim: A menudo. Sí, diría que el sueño ha sufrido.

Feria de Bretaña: Comprensible.

Realmente estás equilibrando no solo la investigación, sino también la tutoría. ¿Cómo encajas en la tutoría con todos estos otros compromisos?

Eiman Azim: Sí, la tutoría es una parte fundamental de la experiencia de laboratorio. Tuve mentores increíbles. Y aprendí mucho sobre el significado de la tutoría. Entonces, la ciencia no se trata solo de hacer experimentos perspicaces y publicar sus datos. Se trata de formar a la próxima generación de científicos. Y creo que eso es increíblemente importante.

Así que me reúno con todos en mi laboratorio semanalmente. Y, por supuesto, discutimos la ciencia. Pero también discutimos, “¿Qué quieres hacer a continuación? ¿Cómo te llevamos a donde quieres ir? ¿Cómo comunica su ciencia más claramente al público para que pueda avanzar en esta carrera? Y creo que es una parte fundamental, algo inseparable.

Feria de Bretaña: Y tengo que preguntar. Estudias cómo el sistema nervioso controla los movimientos. ¿Está emocionado de ver crecer a su hijo y comenzar a alcanzar estos hitos del desarrollo, como alcanzar, agarrar y caminar?

Eiman Azim: Absolutamente. Ha sido fascinante. Acaba de rodar por primera vez hace una semana. Lo cual fue increíble de ver. Lo que es realmente genial es que él, y los bebés en general, son increíbles experimentadores. Intentan algo y luego funciona o produce un resultado. Y lo hacen una y otra vez para confirmar que es verdad. Y si algo falla, irán y probarán algo nuevo. Tenemos este juguete que tiene que girar y solo gira de una manera. Entonces, una vez que lo descubrió, tuvo que ser riguroso e hizo el experimento al menos 10, 15, 20 veces.

Feria de Bretaña: Claro.

Eiman Azim: Hasta que tuvimos que pasarlo al siguiente juguete. Pero ha sido muy, muy divertido de ver hasta ahora.

Feria de Bretaña: Genial. Y tiene cuatro meses. Así que está rodando. Así que quizás comience a sentarse en el próximo mes más o menos.

Eiman Azim: Sí. Y luego lo llevaremos al laboratorio.

Feria de Bretaña: Claro.

Y si por alguna razón te despertaras mañana y ya no te permitieran ser neurocientífico, por la razón que sea, ¿qué carrera tendrías?

Eiman Azim: Eso es duro. Por supuesto, ya mencioné la filosofía que me fascina. Pero, para ser honesto, me encanta la música. He estado en algunas bandas. Y aunque no creo que sería feliz sin la realización de algo como la ciencia, es muy divertido estar en un escenario tocando con tus amigos, tocando la música que escribiste. Entonces, ¿quién sabe? Tal vez hubiera seguido ese camino.

Feria de Bretaña: ¿A qué juega?

Eiman Azim: Guitarra.

Feria de Bretaña: ¿Qué tipo de música es esta?

Eiman Azim: es roca Es una buena mezcla ecléctica de cosas. Ha pasado un tiempo. Estuve en una banda en la universidad, y luego, cuando era un posdoctorado en Nueva York, estaba en una banda y estaba grabando un álbum. Así que todavía tengo que encontrar el tiempo o los compañeros de banda aquí en San Diego, pero está en un segundo plano por ahora.

Feria de Bretaña: ¿Tienes alguna grabación?

Eiman Azim: Yo sí, pero no te voy a decir dónde están.

Feria de Bretaña: Muchas gracias por acompañarnos hoy, Dr. Azim.

Eiman Azim: De nada.

Feria de Bretaña: Es todo por hoy. Únase a nosotros la próxima vez para obtener más ciencia Salk de vanguardia.
La música para nuestra producción de hoy se encontró en la web profunda y oscura. Las bandas incluyen The Killing Phantoms y Melt On, Friend. Dos bandas en las que el Dr. Azim puede o no tocar la guitarra y cantar las voces.