Do seu ponto de vista como psiquiatra trabalhando no pronto-socorro, Karl Deisseroth usou seu livro de 2021, Projeções: uma história de emoções humanas , para descrever coisas que ele ainda não conseguia explicar completamente ao público como cientista.

Como são o autismo, os transtornos alimentares, o transtorno de personalidade limítrofe e o transtorno esquizoafetivo de perto - em detalhes extremamente desconfortáveis. Ou como a fragmentação frenética da mania e da psicose, as marcas do transtorno bipolar e da esquizofrenia, pode aparentemente dispersar toda aparência de pensamento racional.

Tornar relacionáveis as misteriosas doenças neuropsiquiátricas, com honestidade e empatia, mesmo que existam poucas respostas, foi o motor da estreia literária de Deisseroth. Privado das realidades cruas que poucos veem de perto, a sua visão era partilhar como é sofrer em silêncio por causa do estigma, da necessidade de privacidade pessoal e da base de conhecimento ainda em evolução da área.

“A maioria das pessoas não tem ideia de que esse nível de sofrimento existe”, disse Deisseroth, médico, PhD, professor de D. H. Chen e pesquisador professor de bioengenharia e de psiquiatria e ciências comportamentais.

Com atenção aos detalhes, um dom para a linguagem e a curiosidade de um cientista pesquisador, Deisseroth colocou esse sofrimento em palavras poderosas. Agora, ele decidiu, é hora de dar passos maiores em direção à ação. No final de novembro, ele abriu a cortina para seu mais recente empreendimento, uma colaboração única com a Stanford Medicine que estava sendo desenvolvida há anos e que foi gerada por pesquisas importantes que ele e colaboradores da neurociência inovadores descobertos pouco antes da pandemia de COVID-19.

Ele o nomeou programa de pesquisa do Circuito Neural Humano e, com seu poder de fogo tecnológico e uma equipe de cientistas biomédicos da Stanford Medicine igualmente comprometidos com a descoberta, Deisseroth espera ampliar os limites da compreensão, investigação e tratamento dos mistérios mais desconcertantes da mente.

Como o cérebro, a consciência humana e as emoções estão interligados? O que acontece no nível celular quando os cérebros reagem de maneira diferente a certos estímulos? O que diferencia função de disfunção? Esses são os tipos de perguntas que ele procura responder, levando nossa compreensão do funcionamento do cérebro humano até o nível dos neurônios dentro dos circuitos. É aí, ele acredita, que estão as respostas mais profundas.

“Nosso objetivo final é compreender o mundo interior do ser humano, tal como ele é vivenciado na saúde e na doença”, disse ele. “E estamos reunindo o espaço físico, o fluxo de trabalho e uma rede de tecnologia pioneira no mundo que achamos que podemos começar a tornar isso possível.”

Em uma recente manhã ensolarada, Deisseroth estava no centro do HNC, uma espaçosa suíte de pacientes no canto do quinto andar do Hospital Stanford, olhando pela janela para a Torre Hoover e o campus da Universidade de Stanford. O homem famoso pelo pioneirismo da optogenética, que passou a sua carreira à procura de novos pontos de entrada para a compreensão da função cerebral, tem dificuldade em esconder a sua paixão por esta última investigação sobre o cérebro humano – e em explicar o até então inexplicável.

“O cérebro é um contribuinte tão poderoso para os pontos mais altos e mais baixos da experiência humana, mas é tão mal compreendido”, disse ele. “O programa HNC ajudará a tirar a psiquiatria das sombras e a levá-la à consideração pública onde ela pertence – e esperamos fazer descobertas nesta mesma sala que ajudarão nesse importante processo.”

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O espaço, localizado no mesmo andar da unidade de monitoramento de epilepsia do hospital, foi anteriormente utilizado clinicamente para registros com eletrodos intracranianos, para ajudar neurocirurgiões e neurologistas a decifrar quais tecidos causadores de convulsões deveriam ser removidos.

“Este andar de internação é preparado para atendimento médico de pacientes que acabaram de passar por uma cirurgia cerebral e têm eletrodos implantados profundamente no cérebro”, disse Deisseroth. “É uma medicina de última geração, mas também uma fonte incrível de dados em tempo real do cérebro de um ser humano.”

No passado, muitos dos dados disponíveis, tanto digitais como biológicos, não foram totalmente utilizados. Mesmo as células que permanecessem num eletrodo recém-removido “seriam simplesmente descartadas”. Então, no final do corredor, Deisseroth e sua equipe (incluindo um dos membros de seu laboratório, Sam Vesuna, MD, PhD, residente em psiquiatria) estão criando um pequeno laboratório biológico onde essas células podem ser imediatamente analisadas e os dados escaneados em busca de pistas – com o consentimento do paciente, a segurança e a privacidade em primeiro lugar, enfatiza Deisseroth.

Os recursos exclusivos de coleta de dados em tempo real do HNC permitem que o mais alto nível de pesquisa científica seja conduzido com pacientes, dentro e fora do Stanford Health Care, que apresentam condições que variam de epilepsia a transtorno obsessivo-compulsivo, depressão e outros transtornos neuropsiquiátricos. As investigações são conduzidas por uma equipe de neurocirurgiões, neurologistas, anestesistas e psiquiatras, trabalhando coletivamente tanto com o paciente individual quanto com vastos fluxos de dados, potencialmente elevando a ciência da equipe a novos níveis.

"Karl montou uma equipe interdisciplinar que abrange muitas dimensões de conhecimento em torno da dinâmica dos circuitos cerebrais, desde ciência básica fundamental até ensaios clínicos, bioengenharia e engenharia elétrica", disse Carolyn Rodriguez, MD, PhD, professor de psiquiatria e ciências comportamentais que planeja aprofundar a compreensão do TOC no HNC. “Há um destemor em sua abordagem de mudança de paradigma. E o espaço HNC oferece uma oportunidade para a criatividade, para fazer as coisas de maneira diferente.”

A rede HNC também conecta mais de uma dúzia de salas em Stanford Health Care e Stanford Medicine Children’s Health, o que significa que a descoberta estará longe de ser limitada a uma única sala.

Deisseroth, investigador do Howard Hughes Medical Institute, vê a combinação de um laboratório de alta tecnologia e um ambiente de paciente totalmente equipado como imperativo para aumentar a compreensão do órgão menos compreendido do corpo. “O que você realmente deseja é um ambiente seguro e confortável para cuidados médicos de última geração, onde você possa coletar simultaneamente fluxos de informações da próxima geração”, disse ele.

Em última análise, ele acredita, a “mágica” da descoberta vem do trabalho humano com humanos – buscando juntos novas pistas importantes e depois compartilhando essas descobertas com o mundo.

“Os tratamentos chegarão com o tempo, mas o verdadeiro sucesso virá da comunidade que construímos”, disse ele. “E a partir dos novos níveis de empatia e compreensão que podemos ajudar a criar aqui.”

Em um perfil de 2015, The New Yorker ligou o equilibrado Deisseroth “excepcionalmente tranquilo para alguém que desenvolveu uma tecnologia de neurociência transformadora antes dos 40 anos”.

Atualmente com 52 anos, Deisseroth começou seu trabalho em optogenética em 2004, como um membro do corpo docente de 33 anos, construindo seu laboratório nos departamentos de bioengenharia e psiquiatria desde o início. Seu nome surge nas discussões sobre o Prêmio Nobel todo mês de setembro por causa de seu trabalho pioneiro desenvolvendo métodos para ligar ou desligar em todo o mundo, novas terapias, usando genes de algas e arqueobactérias. É uma busca que continua levando a novas descobertas e com luz tipos individuais de neurônios

Embora Deisseroth prefira evitar falar de prêmios — e ele ganhou muitos — muitos daqueles que acompanham de perto o Prêmio Nobel ainda consideram seu festejar é uma questão de quando e não de se. “Todos os anos espero ouvir o nome dele entre os vencedores porque acredito sinceramente que ele merece”, disse Robert Malenka, MD, PhD, atualmente em licença de seu papel como Professor Nancy Friend Pritzker em Psiquiatria e Ciências do Comportamento, um mentor de Deisseroth desde seus primeiros dias na Stanford Medicine.

Com a optogenética e, mais tarde, com sua solução única para o mapeamento 3D do cérebro, Deisseroth criou novas ferramentas de pesquisa que lançaram as bases para a compreensão do cérebro função e disfunção. Agora ele tem espaço para testar teorias e coletar dados importantes com pacientes humanos reais que buscam alívio de condições que causam sofrimento. É um momento de círculo completo.

“É o próximo passo em sua jornada”, disse a esposa de Deisseroth, Michelle Monje, MD, PhD, professora de neurologia, o Milan Gambhir Professor de Oncologia Pediátrica e Investigador do Howard Hughes Medical Institute. “Ele desenvolveu uma forma de responder às suas questões muito incisivas, numa época em que não havia técnicas adequadas disponíveis. Então, sendo Karl Karl, ele os inventou.

“Agora ele é capaz de dar o próximo passo e realmente estudar os aspectos da cognição e das emoções humanas em nível de circuito – tudo com o objetivo de curar e confortar. Ele é compelido e movido por doenças psiquiátricas.”

Assim como seu marido, Monje é uma cientista do mais alto calibre e curiosidade, que busca causas misteriosas de grande sofrimento que surgem no cérebro. Portanto, apesar da jornada de vida compartilhada - e da paternidade compartilhada de cinco filhos com idades entre 7 e 27 anos - a opinião dela sobre seu último empreendimento é notável.

“Devido ao profundo nível de compreensão neurocientífica que ele traz para as doenças psiquiátricas”, disse ela, “eu realmente acredito que Karl irá transformar os cuidados de saúde mental”.

Deisseroth vê o HNC como uma extensão sinérgica do trabalho que ele começou com Projeções e continuou com experimentos, principalmente em ratos, mas estendendo-se a humanos seres humanos também, sobre como a dissociação causa mudanças na consciência. Ele sabe que esta poderá facilmente tornar-se a sua conquista mais importante em termos de impacto humano imediato — e ele não está sozinho.

Rodriguez é um de seus colaboradores mais próximos do HNC. Como especialista em ensaios clínicos que buscam novas terapêuticas, ela sabe em primeira mão a importância de traduzir os resultados de estudos em animais para estudos em humanos. Ela disse que esta abordagem HNC tem o potencial de ser uma “virada de jogo” na descoberta neuropsiquiátrica.

“Ser capaz de estudar o cérebro humano e o comportamento humano neste tipo de ambiente, com esta tecnologia, com este conjunto de especialistas gerando ferramentas e insights — isso poderia realmente acelerar a descoberta e melhorar a vida dos pacientes ”, disse Rodriguez, diretor do Laboratório de Terapêutica Translacional.

É um sentimento compartilhado por outro importante colaborador do HNC, Paul Nuyujukian, MD, PhD, professor assistente de bioengenharia e neurocirurgia que compartilha A crença de Deisseroth de que as velocidades inéditas de coleta de dados que eles possibilitaram serão descobertas inovadoras importantes no HNC.

“O problema com o tratamento de doenças cerebrais é que não temos como medi-las”, disse Nuyujukian. “Isso muda fundamentalmente isso porque construímos a estrutura para apoiar essa medição.”

Essa mudança começa com o fluxo de dados. Nenhuma despesa foi poupada com o dispêndio de cabos de fibra óptica e de cobre necessários para conduzir fluxos massivos de dados de forma rápida e segura em todas as salas conectadas por HNC. Ao fazer referência a esta rede de informações de alta velocidade para pacientes internados, a primeira do mundo, a cavalgada de terabytes de poder traz a luz da descoberta ao rosto de Deisseroth.

“Ele vai desta sala para um conjunto de servidores no campus em Forsythe Hall”, disse ele. “Tempo de circuito fechado daqui na cabeça do paciente até Forsythe e vice-versa: menos de meio milissegundo.”

Embora a maioria dos cérebros humanos não consiga imaginar quão rápido isso é, Nuyujukian confirma que o poder de fogo da rede é onde existe a magia de desenterrar os fenômenos cognitivos mais inexplicáveis.

“A largura de banda desta rede de pesquisa clínica, em centenas de gigabytes por segundo, é surpreendente”, disse ele. “Tenho certeza de que esta é de longe a rede de pesquisa dedicada mais rápida já construída em um ambiente clínico. Isso nos permitirá descobrir o que uma região do cérebro está realmente fazendo de uma maneira que não pode ser medida de outra forma.

“Com o programa HNC, entenderemos o que acontece na mente das pessoas quando elas iniciam ações, tomam decisões, relembram memórias e vivenciam emoções – em uma escala nunca antes medida.”

Deisseroth diz que os primeiros estudos, agora em andamento, envolvem a dissociação com cetamina intravenosa; depois analisarão o TOC e outras doenças psiquiátricas, incluindo depressão e fobias, e outros estados humanos alterados além da dissociação. “Então veremos aonde a ciência nos leva”, disse ele. Ao contrário do ambiente laboratorial envolvendo animais, onde as observações são os únicos dados disponíveis, a capacidade de obter feedback dos pacientes em primeira pessoa será uma grande mudança de paradigma.

“O trabalho cuidadoso com animais fez muito pelo mundo e continuará a fazer, mas não há nada como o feedback verbal em tempo real que podemos obter dos humanos”, disse ele.

Foi por acidente a decisão de Deisseroth de se concentrar na psiquiatria.

Ele estava se encaminhando para a neurocirurgia no final de sua residência na Stanford Medicine. Mas durante sua fase obrigatória de psiquiatria, um único episódio com um paciente exibindo os efeitos plenos da ordem esquizoafetiva – “uma tempestade destrutiva de emoções e realidade fragmentada que combina os principais sintomas de depressão, mania e psicose”, como ele escreveu em seu livro. livro - mudou seu curso.

“Ninguém poderia dar respostas às perguntas mais simples sobre o que essa doença realmente era no sentido físico, ou por que essa pessoa estava sofrendo, ou como um estado tão estranho e terrível passou a fazer parte da experiência humana”, escreveu ele. . “Sendo humanos, tentamos encontrar explicações, mesmo quando a busca parece sem esperança. E para mim, depois daquele momento, não havia como voltar atrás – e quanto mais eu aprendia, não havia como voltar atrás.”

Então aqui permanece ele, profundamente em sua jornada em busca de explicações, e Monje não poderia estar menos surpreso. Ela ainda era estudante de medicina e Deisseroth estagiário quando se conheceram, cuidando de pacientes na enfermaria de neurologia – muitos deles com prognósticos terríveis.

“Eram pessoas muito doentes, com doenças neurológicas e era tão evidente o quanto ele se importava, o quanto queria estar ali, conectar-se e estar presente com eles”, disse ela. “Ele sabe muito intuitivamente como mostrar compaixão e empatia e ler estados emocionais.”

Deisseroth pensa no paciente sobre o qual escreveu no Projeções prólogo. Da mesma forma que o levou a mudar de ideia, ele deseja que esse tipo de sofrimento mude a perspectiva de uma sociedade subinformada e sem uma visão completa da verdadeira natureza das doenças mentais graves.

“Se as pessoas vissem alguém com transtorno esquizoafetivo, ficariam absolutamente atordoadas – esse nível de sofrimento geralmente não é visto”, disse ele. “As pessoas não revelam a sua doença à comunidade tanto com a psiquiatria como com outras doenças. Não é tão simples quanto um osso quebrado em um raio-X.”

Mas talvez pudesse ser, se soubéssemos mais sobre a epidemiologia e pudéssemos partilhá-la com o mundo, argumenta Deisseroth. Seu livro foi um primeiro passo verbalmente impressionante na comunicação da extrema necessidade do sofrimento psiquiátrico. Com o programa de pesquisa Circuito Neural Humano, Deisseroth pretende mostrá-lo além do uso evocativo de palavras em uma página escrita.

“Apesar das melhores intenções, a nossa sociedade não avalia totalmente a gravidade das doenças psiquiátricas ou o quão comuns são”, disse ele. “Há muitas pessoas sofrendo de maneiras misteriosas e todos deveríamos querer que isso mudasse. O primeiro passo é a compreensão.”