Elaborar mapas de conectividad para avanzar en la comprensión de la comunicación

POR DAMIEN FAIR

Fuente: McArthur Foundation / 06/10/2020

Fotografía: McArthur Foundation

Elaborar mapas de conectividad de redes en cerebros individuales que avancen nuestra comprensión de cómo se comunican y desarrollan las distintas regiones en contextos tanto típicos como atípicos.

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SOBRE EL TRABAJO DE DAMIEN

Damien Fair es un neurocientífico cognitivo que avanza en nuestra comprensión del funcionamiento del cerebro durante el desarrollo en contextos típicos y atípicos. Combinando los avances técnicos de la resonancia magnética funcional (fMRI), las técnicas matemáticas avanzadas y la experiencia en psicología y neurociencia, Fair investiga la conectividad del cerebro en estado de reposo, es decir, la actividad neural intrínseca o espontánea del cerebro.

Fair ha podido observar con mayor precisión cómo se comunican entre sí distintas regiones del cerebro y cómo esta comunicación evoluciona en diferentes etapas de desarrollo, desde la infancia hasta la adolescencia. Emplea la teoría de gráficos para trazar un mapa de la conectividad y la fuerza de esas conexiones mientras el cerebro está en estado de reposo. También ha liderado un interés emergente en la caracterización o mapeo de cerebros individuales. Estos "conectotipos" o "huellas funcionales" mejoran enormemente los modelos anteriores de conectividad cerebral típica y atípica construidos con datos agregados de múltiples individuos. Las huellas funcionales de Fair también están mejorando la comprensión del desarrollo atípico como el del TDAH y los Trastornos del Espectro de Autismo (TEA).

Tradicionalmente, los modelos causales de las psicopatologías se han centrado en la identificación de una única disfunción central, pero dichos modelos no pueden explicar las marcadas diferencias tanto en la función cerebral como en el comportamiento de una población. Fair y sus colaboradores están construyendo modelos computacionales para identificar subgrupos de manifestaciones de TDAH y TEA que tienen vías causales únicas; este trabajo tiene el potencial de informar el diseño de protocolos terapéuticos más personalizados. Más recientemente, Fair está investigando los efectos de las influencias ambientales de la vida temprana (como el estrés materno, la inflamación o la depresión durante el embarazo) y las experiencias de la infancia (como la participación en deportes, los hábitos de sueño y los medios de comunicación social) en las redes de estado de reposo en modelos humanos y animales. Estos hallazgos tienen implicaciones para la forma en que los psicólogos del desarrollo y los neurocientíficos cognitivos piensan sobre el desarrollo del cerebro y la forma en que prevenimos las psicopatologías emergentes a lo largo de la vida.

Todo este trabajo requiere mediciones precisas obtenidas con resonancias magnéticas funcionales y estructurales con niños; sin embargo, cualquier movimiento durante la exploración puede distorsionar los datos. Fair y un colega construyeron una plataforma de software llamada Frame-Wise Integrated Real-Time Motion Monitoring (FIRMM) para hacer el escaneo más entretenido para los pacientes y permitir a los operadores del escáner corregir los datos distorsionados por el movimiento en tiempo real. El FIRMM se está utilizando en laboratorios de investigación de todo el mundo, y lo están desplegando para su uso en entornos clínicos.

Además, Fair es un mentor y colaborador generoso y ha construido programas para exponer a los estudiantes subrepresentados a la investigación científica y a las carreras relacionadas con el STEM y aumentar la representación del profesorado de las minorías subrepresentadas. A través de la integración de corrientes dispares de investigación, Fair contribuye a una comprensión más profunda del desarrollo del cerebro con la promesa de idear nuevas terapias para el tratamiento de los trastornos neurológicos.

BIOGRAFÍA

Damien Fair obtuvo una licenciatura (1998) en la Universidad de Augustana, un máster en ciencias (2001) en la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale y un doctorado (2008) en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Fair estuvo afiliado a la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón (OHSU) desde 2008 hasta 2020. En julio de 2020, se unió al cuerpo docente de la Universidad de Minnesota como director de la Fundación Redleaf del Instituto Masónico del Cerebro en Desarrollo, con nombramiento de profesor en el Departamento de Pediatría y el Instituto de Desarrollo Infantil. Es el cofundador de Youth Engaged in Science y, junto con el Dr. Nico Dosenbach, cofundó NOUS Imaging, Inc., que ha desarrollado el software FIRMM para uso clínico. Los artículos de Fair han aparecido en revistas científicas como Nature Neuroscience, PNAS, Neuron, Science, JAMA Psychiatry, Biological Psychiatry, Neuroimage, y PLOS One, entre otras.

Damien Fair

Neurocientífico Cognitivo

Instituto Masónico del Cerebro en Desarrollo, Escuela de Medicina de la Universidad de Minnesota

Minneapolis, Minnesota

PALABRAS DE DAMIEN

Damien Fair:

"Podría argumentarse que el factor impulsor del descubrimiento y el avance de casi todas las civilizaciones ha sido el resultado de la variabilidad humana, cuando en algunos casos más tempranos, a menudo en estado de minoría, ha empujado a la sociedad a una situación que nadie podría haber imaginado".

Cada paso hacia una caracterización más profunda de la función cerebral trae consigo avances en el cuidado de la salud, la educación, las tecnologías, la economía y otras mejoras para nuestra sociedad que tocan profundamente nuestra vida cotidiana. Sin embargo, el progreso continuo no vendrá con una homogeneidad de ideas, pensamientos, educación, experiencia y cultura. Necesitamos abrazar la "variabilidad" -nuestra diversidad- y proporcionar acceso a esta búsqueda a todos los talentos que existen en nuestra sociedad.

Se podría argumentar que el factor que ha impulsado el descubrimiento y el avance de casi todas las civilizaciones ha sido el resultado de la variabilidad humana, en la que algunos elementos atípicos, a menudo de carácter minoritario, han impulsado la sociedad de una manera que nadie podría haber imaginado jamás. Irónicamente, en las ciencias, nuestra capacidad para valorar proporcionalmente la importancia de este principio ha sido limitada.

Tengo la esperanza de que, en esta coyuntura crítica de nuestra historia, podamos aprovechar nuestro privilegio y conciencia para aceptar un cambio de rumbo.

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