Alto-falante 1: Bem-vindo ao podcast do Salk Institute, Where Cures Begin, onde os cientistas falam sobre descobertas revolucionárias, com seus anfitriões, Allie Akmal e Brittany Fair.

Feira da Bretanha: Estou aqui com o Dr. Eiman Azim. O Dr. Azim investiga os circuitos neurais na medula espinhal e no cérebro para descobrir como funcionam os movimentos habilidosos, em particular, ações direcionadas a um objetivo, como pegar uma bola ou lançar um dardo. Ele identificou dois circuitos espinhais geneticamente distintos cruciais para essas ações. Uma classe de neurônios, responsável pela estabilidade de um membro durante o movimento, e a outra, responsável por fornecer um feedback rápido para ajudar o cérebro a monitorar e corrigir os movimentos. Bem-vindo ao Onde começam as curas, Dr. Azim. Você quer me contar um pouco sobre o que você está fazendo aqui no Salk?

Eiman Azim: Bem, meu laboratório está interessado em como o cérebro controla o comportamento. Em última análise, quando você pensa em comportamento, é movimento. Você precisa fazer com que seus músculos se contraiam para se mover, esteja comendo, respirando ou pegando água. E assim, o que tentamos fazer é investigar como os circuitos neurais no cérebro e na medula espinhal controlam diferentes tipos de movimento. Em particular, gostamos muito de movimentos hábeis de seus braços, mãos e dedos.

Feira da Bretanha: Então são movimentos muito complexos?

Eiman Azim: Sim. E se você pensar nesses movimentos hábeis, não são apenas músicos e atletas que nos impressionam todos os dias, mas todos nós. Acho que todos nós deveríamos estar muito orgulhosos de nós mesmos. Podemos abotoar nossas camisas. Podemos digitar e-mails. Podemos coordenar a contração de dezenas de músculos com incrível velocidade e precisão. E o problema é que não temos uma compreensão muito clara de como o sistema nervoso é capaz de coordenar comportamentos tão complexos.

Feira da Bretanha: Interessante. Então, se eu segurar uma caneta e escrever, não sabemos realmente como nosso cérebro controla esse movimento?

Eiman Azim: Eu diria que em grande parte, não. Em grande parte, não. Temos uma ideia das diferentes regiões do cérebro e dos diferentes circuitos que são importantes. Por exemplo, se houver uma doença ou lesão neurodegenerativa que tire uma parte do cérebro do sistema, sabemos que esses tipos de comportamento hábil são muito vulneráveis ​​a essa lesão ou doença. Mas falta uma compreensão mais profunda de como, no sistema funcional, todos esses circuitos neurais interagem e se comunicam para coordenar esse comportamento. E então o que estamos tentando fazer é usar ferramentas genéticas moleculares sofisticadas para entrar no sistema nervoso e descobrir quais são todas as peças, e descobrir como elas funcionam juntas.

Feira da Bretanha: Claro. E quais são algumas dessas ferramentas que você mencionou?

Eiman Azim: Sim. Então, nas últimas décadas, houve essa incrível revolução genética molecular na neurociência. Essencialmente, o que isso significa é que nos permite tirar proveito do fato de que, por exemplo, diferentes tipos de células, incluindo neurônios, expressam genes diferentes. É assim que eles se tornam distintos um do outro. Portanto, se pudermos entender esses códigos moleculares, poderemos ter acesso a esses neurônios e obter a especificidade necessária para examinar como esses neurônios se conectam uns aos outros.

Ou, em alguns experimentos, podemos entrar e retirar completamente esses neurônios específicos do circuito, ou ligá-los ou desligá-los à vontade e realmente tentar investigar sua função. No passado, uma abordagem tradicional realmente carecia dessa seletividade. Você realmente só poderia entrar e fazer uma grande lesão ou injetar uma droga, o que é bastante inespecífico quando você considera que existem centenas ou milhares de tipos diferentes de neurônios, todos misturados em todas as partes do cérebro. E então o que a genética molecular nos permite fazer é entrar e meio que desemaranhar isso com precisão cirúrgica.

Feira da Bretanha: OK. E esse tipo de precisão poderia permitir criar um tratamento ou levar à cura de uma doença neurodegenerativa ou de uma lesão na medula espinhal?

Eiman Azim: Acho que há um número muito grande de implicações desse tipo de pesquisa. O que eu acredito fundamentalmente é que, se quisermos desenvolver melhores abordagens para diagnosticar e tratar doenças e lesões, precisamos de uma compreensão muito melhor de como o sistema normal funciona fundamentalmente. Então, meu laboratório em grande parte tenta chegar a essa compreensão fundamental da ciência básica de como o sistema motor funciona.

Feira da Bretanha: O Azim Lab espera que esta pesquisa fundamental forneça a eles uma melhor compreensão de doenças como a doença de Parkinson. A doença de Parkinson é um distúrbio do sistema nervoso central que afeta os neurônios que produzem o neurotransmissor dopamina. Os pacientes geralmente têm problemas com movimentos ou tremores em repouso. E atualmente, não há cura para o Parkinson.

Eiman Azim: Se tivermos uma melhor compreensão da ciência básica, teremos uma base maior para construir curas.

Feira da Bretanha: Parece que você tem um quebra-cabeça muito grande e está tentando descobrir não apenas quais são as peças do quebra-cabeça, mas também como cada uma delas se encaixa.

Eiman Azim: Exatamente, sim. E não apenas como eles se encaixam em uma imagem estática, que é como eles se conectam uns aos outros, mas dinamicamente como eles se encaixam. Ao longo de um movimento, como a comunicação desses circuitos neurais entre si muda para coordenar esses comportamentos? Então, o que a maioria dos projetos em meu laboratório está olhando de uma visão de 30,000 pés é a interação das saídas de comando do motor que fazem você se mover, e todo o feedback que vem inundando seu sistema, de seus músculos, de seu pele, de seus olhos. Esses dois caminhos estão constantemente interagindo de uma forma muito dinâmica. E não temos uma compreensão muito boa de como essa interação está por trás da coordenação realmente rápida de movimentos precisos.

Feira da Bretanha: Ok, então você tem sinais vindo de seu cérebro e indo para seus músculos. E então você tem uma entrada sensorial que vem do ambiente. E esses sinais estão voltando para o cérebro, correto?

Eiman Azim: Sim, exatamente. E a interação entre essas duas formas muito genéricas de informação não é muito bem compreendida. Mas sabemos que cada parte disso é crítica para o movimento coordenado. As coisas ficam muito complicadas. Um dos grandes projetos em meu laboratório no momento é ver como você controla a intensidade desse feedback, com um botão de volume aumentando ou diminuindo o que chamamos de ganho desse feedback. Você não pode simplesmente permitir que todo o feedback do seu corpo chegue sem filtro, ficaríamos completamente sobrecarregados. Muito desse feedback é ruidoso ou perturbador. Temos observado circuitos no cérebro que, novamente, de maneira dinâmica, conforme você se move, podem aumentar a força do feedback que é realmente saliente e importante para o movimento, e outros circuitos que diminuem a força. do feedback que é perturbador ou ruidoso.

Feira da Bretanha: É engraçado. Imagino um pequeno DJ dentro do seu cérebro...

Eiman Azim: Exatamente-

Feira da Bretanha: … decidindo o que vai sair e ser tocado.

Eiman Azim: Muitos DJs, esse é o problema.

Feira da Bretanha: Entendo.
Ao crescer, você sempre soube que queria se tornar um neurocientista?

Eiman Azim: Não. Sempre adorei ciência. Quando eu era criança, eu gostava muito do espaço e gostava muito de dinossauros. Então, eu estava realmente interessado na ideia de estudar um tópico específico e me tornar um especialista nele. Mas foi só na faculdade que me apaixonei pela neurociência. Então, eu era realmente apaixonado por filosofia quando estava em Stanford como estudante de graduação. Então, eu estava me formando em filosofia e também em biologia. Mas a filosofia foi realmente minha paixão nos primeiros dois anos da faculdade. E então, fiquei um pouco frustrado porque, embora as perguntas sejam grandiosas e fascinantes, não havia muitas maneiras boas de chegar a respostas definitivas. E foi então que decidi que queria entrar em um laboratório de ciências e tentar ver se conseguimos acesso a algumas dessas questões e coletar alguns dados que poderiam nos apontar na direção certa.

Feira da Bretanha: Sim, e a filosofia é um assunto extremamente difícil de estudar e realmente estabelece as bases de como abordamos a ciência. Você sente que ter uma formação em filosofia o preparou para sua atual carreira em pesquisa?

Eiman Azim: Eu faço. Acho que a filosofia ensina como pensar sobre um problema. Somos todos filósofos. Temos doutorado em filosofia. Por alguma razão, a definição comum de filosofia diminuiu ao longo dos séculos. Mas eu realmente vejo o que fazemos ainda como um aspecto da filosofia. Estamos olhando para o mundo. Estamos curiosos sobre um problema. Tentamos encontrar maneiras racionais e inteligentes de tentar resolver esse problema. E isso se aplica às ciências da vida, às ciências em geral.

Feira da Bretanha: Absolutamente.
E quando você foi para a pós-graduação em Harvard, e então você era um pós-doutorando em Columbia. Esses lugares são muito distantes na Costa Leste. O que o atraiu em todo o país para Salk?

Eiman Azim: Oh, bem, eu cresci no Colorado, que compartilha muito da vibração que a Califórnia tem. E então, depois de ir para a Bay Area para a faculdade, simplesmente me apaixonei pela Califórnia. Então eu sempre soube que queria voltar. Adorei estar em Nova York e em Boston por 10, 11 anos. Mas eu tinha certeza de que voltaria. Na verdade, quando eu ainda era um pós-doutorando, fiz uma lista de todos os empregos para os quais queria me candidatar e os classifiquei como meus favoritos, sem querer, as sete melhores escolas que listei eram todas na Califórnia. . Então acho que foi um sinal de que eu deveria voltar.

Feira da Bretanha: Isso é completamente justo. Não há lugar no mundo como a Califórnia.

Eiman Azim: Isso é a Califórnia. Mas o Salk era realmente especial. Era diferente de qualquer outro lugar que eu estava procurando. É pequeno por design. É incrivelmente colaborativo. Não há departamentos. Há muito poucas barreiras ou limites entre as disciplinas. Há muitas vantagens em uma grande universidade com grandes departamentos e hospitais vizinhos. Mas eles não têm a atmosfera de Salk, onde quando você está caminhando para almoçar ou tomar seu café, você encontra um dos melhores biólogos de plantas do mundo e apenas inicia uma conversa. Isso simplesmente não acontece com muita facilidade em grandes universidades.

Feira da Bretanha: Você se sente capaz de colaborar com pessoas fora de seu foco específico na Salk?

Eiman Azim: Eu definitivamente tenho ótimas discussões e colaborações em andamento no Salk. Então, um exemplo é, meu laboratório está trabalhando com os laboratórios de Sam Pfaff e Axel Nimmerjahn para desenvolver novas abordagens para tentar registrar a atividade da medula espinhal. Portanto, se quisermos entender como o cérebro funciona, uma das principais ferramentas de que precisamos é a capacidade de registrar a atividade dos neurônios à medida que o animal se comporta.

Assim, podemos correlacionar a atividade do cérebro ao comportamento. A medula espinhal é um lugar muito difícil de fazer isso porque ela se move muito quando o animal está se movendo. E essa tem sido uma das partes menos acessíveis do sistema nervoso se estivermos usando muitas dessas abordagens modernas para registrar a atividade neural. Essa é uma colaboração.

Eu interajo constantemente com Kenta Asahina, meu vizinho. Fazemos reuniões conjuntas de laboratório. eles trabalham em drosófila como um sistema modelo, olhando para agressão e interação social.

Feira da Bretanha: E isso é uma mosca, certo?

Eiman Azim: Isso é uma mosca, desculpe. E o melhor é que nós dois somos fundamentalmente fascinados por como o cérebro controla o comportamento. Mas usamos ferramentas e espécies-modelo muito diferentes para abordar essas questões. Então, acho que Kenta e eu, e nossos laboratórios, ganhamos muito vendo no que o outro laboratório está trabalhando a cada semana e trocando ideias.

Feira da Bretanha: Absolutamente.
Então, você agora é professor do Salk Institute. Você tem algum conselho para aspirantes a neurocientistas?

Eiman Azim: A ciência é um trabalho incrivelmente divertido e incrivelmente difícil. Portanto, a única maneira de funcionar é garantir que as perguntas que você está fazendo o fascinem. Já vi muitas pessoas que meio que se esgotaram com a ideia da ciência e todas as madrugadas e experimentos fracassados, porque, no final, os experimentos que estavam fazendo não os fascinavam fundamentalmente. Portanto, digo a todos os meus alunos e alunos de graduação no laboratório e a todos que a coisa mais importante é ter a motivação, a curiosidade e a paixão pela sua pergunta. Algumas perguntas vão interessá-lo mais do que outras. Então, realmente siga sua paixão em primeiro lugar.

Feira da Bretanha: O que você acha que o futuro reserva para a compreensão da base neural do movimento?

Eiman Azim: Acho que estamos em um momento realmente fascinante e fundamental na neurociência em geral, mas principalmente no controle motor. Então, como comecei dizendo, realmente queremos entender como o cérebro controla o comportamento. E o movimento é o caminho, é a saída. E então acho que é a parte mais acessível e quantificável desses circuitos realmente complexos. E o campo já está obtendo esses insights incríveis que não apenas nos dizem como nosso sistema nervoso pode estar funcionando, mas também nos dizem o que pode dar errado em doenças e lesões, mas as pessoas têm usado essas informações para informar o desenvolvimento de terapias e próteses.

Mencionei anteriormente que sua saída está interagindo com seu feedback. Portanto, há novas pesquisas surpreendentes em próteses que não apenas dão às pessoas que, por exemplo, têm lesão na medula espinhal, a capacidade de controlar um membro robótico ou de um braço protético, mas também de fazer com que esse braço dê feedback ao cérebro. para que essa pessoa possa interagir mais com o mundo. E a maneira como você desenvolve essas coisas é usando as lições que aprendemos no laboratório.

Feira da Bretanha: Claro. Quantos anos você acha que é, realisticamente?

Eiman Azim: De certa forma, isso já está acontecendo e só vai melhorar. Para chegar ao nível que todos nós imaginamos e que você veria nos filmes, acho que vai demorar um pouco. Tudo é incremental e para os pacientes que precisam de ajuda agora já existem coisas muito emocionantes que estão acontecendo.

Feira da Bretanha: Pode parecer impossível, mas o Dr. Azim é capaz de equilibrar sua carreira de pesquisa em tempo integral enquanto é marido e pai. Praticamente, ele é um super-herói.

Eiman Azim: Equilíbrio é uma palavra forte. Estamos conseguindo. Sim, minha esposa, ela é uma neurocirurgiã na UCSD. E nos conhecemos logo quando ela terminou a faculdade de medicina. Na verdade, ela veio para a UCSD para estudar medicina. E eu estava em Harvard para meu doutorado, estudando para meu doutorado. E ela veio e fez estágio no MGH, onde era meu laboratório. Dividíamos um andar, uma sala de almoço e, o mais importante, a cafeteira onde eu costumava ficar. E foi aí que nos conhecemos e nos demos bem. E então, logo depois, ela foi para Nova York para sua residência, e eu a segui alguns anos depois de terminar meu doutorado.

Feira da Bretanha:Isso é fantástico. E ela pôde vir aqui quando você treinou no Salk?

Eiman Azim: Sim. Ela terminou sua residência na mesma época que eu estava terminando meu pós-doutorado. Então, o tempo funcionou muito bem. E então entramos em um mercado de trabalho muito difícil para apenas uma pessoa.

Feira da Bretanha: Este é um eufemismo. Pode ser quase impossível, mas de alguma forma eles fizeram funcionar, um neurocientista e um neurocirurgião, ambos empregados em um dos mercados de trabalho mais competitivos do mundo, San Diego. Vocês dois já colaboraram juntos?

Eiman Azim: Sim. Bem, temos algumas colaborações em andamento. Então, um é um subsídio enviado para o qual estamos analisando como podemos melhorar a terapia de estimulação cerebral profunda para pacientes parkinsonianos, usando parte da tecnologia de rastreamento de movimento com a qual trabalhamos em meu laboratório. E outra é que ela tem esse acesso incrível que poucas pessoas têm ao cérebro humano. Então ela trata pacientes com epilepsia. E quando um subconjunto de pacientes candidatos à cirurgia vai para a sala de cirurgia, o que ela faz é implantar eletrodos, seja na superfície do cérebro ou internamente no cérebro. E então esses pacientes ficarão lá por uma ou duas semanas.

E o objetivo é fazer com que ocorra uma convulsão para que você possa encontrar o foco dessa convulsão e, posteriormente, entrar e talvez redefinir esse tecido. Mas enquanto eles estão lá, por uma ou duas semanas, você tem acesso eletrofisiológico ou de gravação ao cérebro humano. O que é muito raro e muito emocionante. Então, pensamos em perguntas legais que podemos fazer enquanto esses pacientes estão lá e estão dispostos a jogar pequenos videogames que damos a eles. Estamos muito gratos por seu tempo. E acho que muitas vezes eles ficam realmente empolgados em fazer parte do nosso trabalho.

Feira da Bretanha: E agora, vocês dois têm um bebê.

Eiman Azim: Nós temos, sim, quatro meses de idade.

Feira da Bretanha: Quatro meses, é menino ou menina?

Eiman Azim: Garoto. O nome dele é Eliane.

Feira da Bretanha: Uau. E como é ter um filho sendo professora assistente em tempo integral?

Eiman Azim: Ainda estou descobrindo isso. Mas é um ato de equilíbrio. Recebi esse conselho de um amigo meu que foi meu mentor quando eu estava na pós-graduação. E ele teve um filho quando era pós-doutorando. Ele disse que você basicamente tem que fazer a mesma quantidade em muito menos tempo. E então eu realmente tentei me concentrar em cortar todas as coisas estranhas para que eu pudesse fazer minha ciência e ir para casa brincar com meu filho.

Feira da Bretanha: O sono é considerado estranho?

Eiman Azim: Muitas vezes. Sim, eu diria que o sono sofreu.

Feira da Bretanha: Compreensível.

Você está realmente equilibrando não apenas a pesquisa, mas também a orientação. Como você se encaixa na orientação com todos esses outros compromissos?

Eiman Azim: Pois é, a mentoria é parte fundamental da experiência de laboratório. Tive mentores incríveis. E aprendi muito sobre o significado da mentoria. Portanto, a ciência não é apenas fazer experimentos perspicazes e publicar seus dados. Trata-se de treinar a próxima geração de cientistas. E eu acho isso incrivelmente importante.

Então, eu me encontro com todos no meu laboratório semanalmente. E, claro, discutimos a ciência. Mas também discutimos: “O que você quer fazer a seguir? Como podemos levá-lo para onde você quer ir? Como você comunica sua ciência com mais clareza ao público para que possa avançar nessa carreira?” E então eu acho que é uma parte fundamental, meio inseparável.

Feira da Bretanha: E eu tenho que perguntar. Você estuda como o sistema nervoso controla os movimentos. Você está animado para ver seu filho crescer e começar a atingir esses marcos de desenvolvimento, como alcançar, agarrar e andar?

Eiman Azim: Com certeza. Tem sido fascinante. Ele rolou pela primeira vez há cerca de uma semana. O que foi incrível de assistir. O que é realmente ótimo é que ele, e os bebês em geral, são experimentadores incríveis. Eles tentam algo e então funciona ou produz um resultado. E eles fazem isso de novo e de novo para confirmar que é verdade. E se algo falhar, eles tentarão algo novo. A gente tem esse brinquedo que ele tem que girar e só gira para um lado. Então, uma vez que ele descobriu, ele teve que ser rigoroso e fez o experimento pelo menos 10, 15, 20 vezes.

Feira da Bretanha: Claro.

Eiman Azim: Até que tivemos que movê-lo para o próximo brinquedo. Mas tem sido muito, muito divertido de assistir até agora.

Feira da Bretanha: Isso é ótimo. E ele tem quatro meses. Então ele está rolando. Então ele vai começar a sentar talvez no próximo mês ou assim.

Eiman Azim: Sim. E então vamos colocá-lo no laboratório.

Feira da Bretanha: Claro.

E se por algum motivo você acordasse amanhã e não tivesse mais permissão para ser um neurocientista, por qualquer motivo, que carreira você teria?

Eiman Azim: Isso é difícil. Claro que já mencionei a filosofia que me fascina. Mas, para ser honesto, eu amo música. Já estive em algumas bandas. E embora eu não ache que seria feliz sem a realização de algo como a ciência, é muito divertido estar no palco tocando com seus amigos, tocando músicas que você escreveu. Então, quem sabe? Talvez eu tivesse seguido esse caminho.

Feira da Bretanha: O que você toca?

Eiman Azim: Violão.

Feira da Bretanha: Que tipo de música é?

Eiman Azim: É rock. É uma boa mistura eclética de coisas. Já faz um tempinho. Eu estava em uma banda na faculdade e, quando era pós-doutorado em Nova York, estava em uma banda e gravando um álbum. Ainda estou para encontrar tempo ou os companheiros de banda aqui em San Diego, mas está em segundo plano por enquanto.

Feira da Bretanha: Você tem alguma gravação?

Eiman Azim: Eu sei, mas não vou dizer onde eles estão.

Feira da Bretanha: Muito obrigado por se juntar a nós hoje, Dr. Azim.

Eiman Azim: Seja bem-vindo.

Feira da Bretanha: Por hoje é isso. Junte-se a nós na próxima vez para mais ciência Salk de ponta.
A música para nossa produção de hoje foi encontrada na deep, dark web. As bandas incluem The Killing Phantoms e Melt On, Friend. Duas bandas onde o Dr. Azim pode ou não tocar guitarra e cantar vocais.