Dra. Chunyu Ann Duan
Translated by Ivette Martorell Serra
Investigadora Principal Sainsbury Wellcome Centre, Londres
Beca Postdoctoral Instituto de Neurociencia, Academia China de Ciencias, Shanghai
Doctorado en NeurocienciaUniversidad de Princeton
Desde una edad temprana, el padre de la Dra. Chunyu Ann Duan le habló de científicas eminentes como Marie Curie y le inspiró (o le lavó el cerebro, bromea Ann) a seguir una carrera en la ciencia. Se mudó de China a Estados Unidos para la universidad y empezó a estudiar pre-medicina y psicología, pensando inicialmente que quería convertirse en médica. Sin embargo, después de una sola clase, se enganchó a la neurociencia. A Ann le fascinó aprender cómo el cerebro genera el comportamiento y cuánto desconocemos todavía sobre esta relación. Ahora, como líder de grupo en el Sainsbury Wellcome Centre en Londres, Ann sigue persiguiendo este interés inicial mientras intenta comprender cómo los procesos neuronales apoyan la toma de decisiones flexibles a nivel celular y de red.
Tras haber descubierto su pasión por estudiar el cerebro en la universidad, Ann sintió que el siguiente paso natural era hacer un doctorado. Se mudó a Princeton para su doctorado e hizo un par de proyectos de rotación en diferentes laboratorios antes de establecerse en el laboratorio del Dr. Carlos Brody. Al principio de su doctorado, Carlos sugirió que liderara un proyecto para estudiar el control ejecutivo en ratas. El control ejecutivo se refiere a la capacidad de llevar a cabo un comportamiento dirigido a un objetivo utilizando procesos cognitivos complejos. La tarea conductual en este proyecto estaba inspirada en un paradigma similar en la investigación con primates, en la cual se entrena a los monos para hacer movimientos sacádicos (rápidos) hacia un estímulo objetivo o alejándose de él. En el experimento de Ann, las ratas fueron entrenadas para orientar sus cabezas hacia un estímulo como respuesta a una señal auditiva, y alejarlas del estímulo como respuesta a una señal auditiva diferente. Al igual que los primates, los roedores muestran asimetrías de comportamiento en esta tarea: orientarse lejos del estímulo es más exigente cognitivamente que orientarse hacia él, lo que la convierte en una acción más difícil de aprender y más lenta de ejecutar. Ann estaba interesada en comprender cómo las ratas eran capaces de procesar de manera flexible estas diferentes señales y seleccionar la acción apropiada, así como la base neuronal de estas asimetrías conductuales.
Ann admite que fue un comportamiento difícil de aprender para las ratas y que dedicó gran parte de su doctorado optimizando el protocolo de entrenamiento. Una vez que las ratas habían aprendido a realizar la tarea, comenzó a explorar qué regiones del cerebro sustentan este comportamiento complejo utilizando una combinación de electrofisiología y optogenética. Como se sabe que la corteza prefrontal (PFC por sus siglas en inglés) desempeña un rol clave en el control ejecutivo, a Ann no le sorprendió descubrir que perturbar la PFC dificultaba la capacidad de las ratas para realizar la tarea. Lo que le sorprendió, sin embargo, fue descubrir que el rendimiento de la tarea también se veía afectado cuando inhibía el colículo superior (CS). El CS es una estructura del mesencéfalo conocida por su importancia en transformar la entrada sensorial en salida motora y coordinar los movimientos de los ojos y la cabeza. El experimento de Ann demostró que la inactivación bilateral del CS afectaba la capacidad de los animales para realizar el tipo de prueba que es más exigente cognitivamente (orientarse lejos de un estímulo), mientras que el rendimiento en el otro tipo de prueba se mantenía más o menos intacto. Esto indica que el CS desempeña un rol fundamental en los procesos cognitivos de orden superior que subyacen a este comportamiento, no solo en los aspectos motores de la tarea. Después de este emocionante resultado, el resto del doctorado de Ann se centró en explorar el papel del CS en la cognición de orden superior.
Después de completar su doctorado, Ann volvió a China para hacer un postdoc. Aunque volver a China como postdoc nunca fue parte de su plan de carrera, a su marido le habían ofrecido recientemente una emocionante oportunidad para empezar su propio laboratorio en Shangai, y ambos decidieron mudarse juntos. Le encantó descubrir que la neurociencia en Shanghái había experimentado una expansión significativa en los últimos años y que había muchos laboratorios para elegir. Se unió al laboratorio del Dr. Nin-long Xu, y trabajó en un proyecto que buscaba entender cómo las conexiones entre el CS y la corteza motora secundaria (M2) apoyan la planificación motora durante la toma de decisiones. Utilizando una combinación de imágenes de calcio, optogenética y manipulación farmacológica, Ann demostró que las neuronas del CS que se proyectan a M2 codifican información sobre la próxima elección durante la planificación y ejecución motora, y que la interrupción de esta vía afectaba el rendimiento de los ratones durante decisiones difíciles o demoradas. Además de ampliar sus habilidades experimentales, Ann reflexiona que su postdoc le enseñó una nueva manera de pensar sobre la toma de decisiones, tanto en el laboratorio como en su propia vida. La decisión de regresar a China para su postdoctorado es un ejemplo que la toma de decisiones nunca es en blanco y negro: uno tiene que considerar las circunstancias, las experiencias y los pensamientos y sentimientos de los demás al tomar decisiones, y a menudo es difícil predecir el resultado con antelación.
Cuando se le pregunta por los desafíos que ha enfrentado en su carrera, Ann reflexiona que convertirse en madre fue una de las partes más difíciles de su trayectoria profesional. Al fin y al cabo, “el problema de los tres cuerpos es aún más grande que el problema de los dos cuerpos”. Admite que el estrés y la ansiedad que rodearon la decisión de tener un hijo, y la recuperación física y mental posterior, fueron muy difíciles. Incluso ahora, a menudo le resulta complicado equilibrar su trabajo como científica con su vida como madre. Ann siente que todavía se necesita una gran cantidad de cambios institucionales y culturales para que la transición a la paternidad/maternidad y el equilibrio entre la vida laboral y personal sean más fáciles para los padres en el ámbito académico. No obstante, se siente inmensamente agradecida a su marido por todo el apoyo que le brindó durante este tiempo tan desafiante de su vida y cree que sus decisiones ante una gran incertidumbre definitivamente resultaron ser las mejores.
Ann empezó su propio laboratorio en el Sainsbury Wellcome Center hace justo un año y dice que, sin duda, es la etapa más divertida de su carrera hasta el momento. Admite que la transición de postdoc a Investigadora Principal fue un poco confusa, pero se siente muy afortunada de trabajar en un ambiente científico tan comprensivo, colaborativo y dinámico. El objetivo de su laboratorio es entender los mecanismos de los circuitos neuronales que sustentan la toma de decisiones en una variedad de contextos diferentes. Una de sus áreas de enfoque es la toma de decisiones en situaciones de riesgo. En el mundo real, los resultados asociados con diferentes opciones rara vez están garantizados. Así pues, combinar experiencias pasadas con incertidumbre es un proceso cognitivo fundamental. Ann entrena ratones para que elijan entre pequeñas recompensas seguras y "loterías" —recompensas más grandes con una probabilidad más baja— para empezar a investigar cómo el cerebro representa el riesgo y cómo los animales pueden cambiar su preferencia por el riesgo en diferentes circunstancias. Ann también está interesada en la toma de decisiones sociales, donde los individuos en entornos multiagente/compartidos tienen que integrar información sobre los comportamientos pasados, presentes y futuros de sí mismos y de los demás para tomar decisiones. Cómo Ann ha experimentado personalmente, casi todas las decisiones implican incorporar información sobre los sentimientos y acciones de los demás. Ahora, Ann está intentando diseñar paradigmas conductuales para estudiar este complejo fenómeno social en ratones. En esto, también, los resultados son inciertos, pero considerando cómo sus propios riesgos y decisiones difíciles han dado sus frutos, estamos entusiasmadas de ver a dónde conducirán estos nuevos y emocionantes proyectos.
