TEDxCaltech
David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals
David Anderson: O seu cérebro é mais que uma sopa de químicos
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As drogas psiquiátricas modernas tratam a química de todo o cérebro, mas o neurobiologista David Anderson acredita numa perspetiva mais matizada sobre o funcionamento do mesmo. Consigo traz nova luz, fruto de uma investigação que poderá levar a medicações psiquiátricas direcionadas -- que funcionam melhor e que evitam efeitos secundários. Como é que ele o faz? Para começar, ao irritar umas quantas moscas da fruta. (Filmado no TEDxCaltech.)
David Anderson - Neurobiologist
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger. Full bio
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger. Full bio
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00:16
So raise your hand if you know someone
0
630
3228
Portanto, levante a mão quem conhecer alguém
00:19
in your immediate family or circle of friends
1
3858
2647
na sua família ou círculo de amigos
00:22
who suffers from some form of mental illness.
2
6505
3488
que sofra de algum tipo de doença mental.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
3
9993
2784
Pois. Bem me parecia. Não me surpreende.
00:28
And raise your hand if you think that
4
12777
2295
E levante a mão quem achar que
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
5
15072
2825
a investigação fundamental às moscas da fruta tem alguma coisa que ver
00:33
with understanding mental illness in humans.
6
17897
4462
com a compreensão das doenças mentais nos humanos.
00:38
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
7
22359
2793
Pois. Bem me parecia. Também não me surpreende.
00:41
I can see I've got my work cut out for me here.
8
25152
3320
Já vi que nem tenho alternativa senão explicar melhor.
00:44
As we heard from Dr. Insel this morning,
9
28472
2588
Como ouvimos o Dr. Insel dizer esta manhã,
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
10
31060
4213
os distúrbios psiquiátricos, como o autismo, depressão e esquizofrenia
00:51
take a terrible toll on human suffering.
11
35273
2875
contribuem imenso para o sofrimento humano.
00:54
We know much less about their treatment
12
38148
3213
Sabemos muito menos sobre o seu tratamento
00:57
and the understanding of their basic mechanisms
13
41361
2606
e a compreensão dos seus mecanismos básicos
00:59
than we do about diseases of the body.
14
43967
2619
do que sabemos sobre as doenças do corpo.
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
Pensem nisto: Em 2013,
01:05
the second decade of the millennium,
16
49229
1955
a segunda década do milénio,
01:07
if you're concerned about a cancer diagnosis
17
51184
2365
se estiver preocupado com um diagnóstico do cancro
01:09
and you go to your doctor, you get bone scans,
18
53549
2519
e for falar com o seu médico, ser-lhe-ão feitas cintigrafias ósseas,
01:11
biopsies and blood tests.
19
56068
2928
biopsias e análises ao sangue.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
20
58996
3865
Em 2013, se estiver preocupado com um diagnóstico de uma depressão,
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
21
62861
1963
vai ter com o seu médico e o que é que lhe é dado?
01:20
A questionnaire.
22
64824
1987
Um questionário.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
23
66811
2429
Uma parte da razão pela qual isto acontece é que nós temos
01:25
an oversimplified and increasingly outmoded view
24
69240
3823
uma perspetiva demasiado simplificada e cada vez mais ultrapassada
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
25
73063
3887
das bases biológicas dos distúrbios psiquiátricos.
01:32
We tend to view them --
26
76950
1243
Nós costumamos vê-los --
01:34
and the popular press aids and abets this view --
27
78193
2845
e a imprensa popular sustenta e incentiva esta perspetiva --
01:36
as chemical imbalances in the brain,
28
81038
3016
como desequilíbrios químicos no cérebro,
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
29
84054
3684
como se o cérebro fosse uma espécie de sopa química
01:43
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
30
87738
4200
cheia de dopamina, serotonina e norepinefrina.
01:47
This view is conditioned by the fact
31
91938
2327
Esta perspetiva é condicionada pelo facto
01:50
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
32
94265
3406
de que muitas das drogas que são receitadas para tratar estes distúrbios,
01:53
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
33
97671
4671
como o Prozac, atuam ao alterar a química cerebral de forma global,
01:58
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
34
102342
3976
como se o cérebro fosse, de facto, uma sopa química.
02:02
But that can't be the answer,
35
106318
1901
Mas essa não pode ser a resposta,
02:04
because these drugs actually don't work all that well.
36
108219
3237
porque estas drogas, na verdade, não funcionam assim tão bem.
02:07
A lot of people won't take them, or stop taking them,
37
111456
3176
Muitas pessoas não as querem tomar,
ou interrompem os tratamentos,
ou interrompem os tratamentos,
02:10
because of their unpleasant side effects.
38
114632
2657
graças aos seus efeitos secundários desagradáveis.
02:13
These drugs have so many side effects
39
117289
2060
Estas drogas têm imensos efeitos secundários
02:15
because using them to treat a complex psychiatric disorder
40
119349
3956
porque usá-las para tratar um distúrbio psiquiátrico complexo
02:19
is a bit like trying to change your engine oil
41
123305
2689
é um pouco como tentar mudar o óleo do seu motor
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
42
125994
4113
abrindo uma lata e despejando-a por cima do motor todo.
02:26
Some of it will dribble into the right place,
43
130107
2150
Uma parte irá cair no sítio certo,
02:28
but a lot of it will do more harm than good.
44
132257
3101
mas a maioria irá fazer mais mal que bem.
02:31
Now, an emerging view
45
135358
2238
Agora, uma nova perspetiva
02:33
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
46
137596
2950
que também ouviram da boca do Dr. Insel, esta manhã,
02:36
is that psychiatric disorders are actually
47
140546
2570
é a de que os distúrbios psiquiátricos são, na verdade,
02:39
disturbances of neural circuits that mediate
48
143116
3474
distúrbios de circuitos neuronais que fazem a mediação
02:42
emotion, mood and affect.
49
146590
3519
entre as emoções, humor e afeto.
02:46
When we think about cognition,
50
150109
1762
Quando pensamos na cognição,
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
51
151871
3576
comparamos o cérebro a um computador. Isso não é um problema.
02:51
Well it turns out that the computer analogy
52
155447
2581
Bem, a verdade é que a analogia com os computadores
02:53
is just as valid for emotion.
53
158028
2383
é igualmente válida para as emoções.
02:56
It's just that we don't tend to think about it that way.
54
160411
2786
Nós é que não costumamos pensar nelas dessa forma.
02:59
But we know much less about the circuit basis
55
163197
3283
Mas sabemos bastante menos sobre a estrutura do circuito
03:02
of psychiatric disorders
56
166480
1899
dos distúrbios psiquiátricos
03:04
because of the overwhelming dominance
57
168379
2070
por causa do domínio esmagador
03:06
of this chemical imbalance hypothesis.
58
170449
3352
que esta hipótese de desequilíbrio químico tem.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
59
173801
3827
E não quer dizer que os químicos não são importantes
03:13
in psychiatric disorders.
60
177628
1537
nos distúrbios psiquiátricos.
03:15
It's just that they don't bathe the brain like soup.
61
179165
3972
A verdade é que estes não banham o cérebro, como sopa.
03:19
Rather, they're released in very specific locations
62
183137
3649
Em vez disso, estes são libertados em áreas específicas
03:22
and they act on specific synapses
63
186786
2725
e atuam em sinapses específicas
03:25
to change the flow of information in the brain.
64
189511
3688
de forma a alterar o fluxo de informação no cérebro.
03:29
So if we ever really want to understand
65
193199
2437
Portanto, se algum dia quisermos mesmo perceber
03:31
the biological basis of psychiatric disorders,
66
195636
2705
a estrutura biológica dos distúrbios psiquiátricos,
03:34
we need to pinpoint these locations in the brain
67
198341
3032
teremos de identificar as áreas no cérebro
03:37
where these chemicals act.
68
201373
1734
onde estes químicos atuam.
03:39
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
69
203107
3479
Caso contrário, continuaremos a despejar óleo por cima de todo o nosso motor mental
03:42
and suffering the consequences.
70
206586
2957
e a sofrer as consequências.
03:45
Now to begin to overcome our ignorance
71
209543
3059
De forma a começar a ultrapassar a nossa ignorância
03:48
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
72
212602
3534
quanto ao papel da química cerebral nos circuitos cerebrais,
03:52
it's helpful to work on what we biologists call
73
216136
2680
é importante trabalhar naquilo que nós, biologistas, chamamos de
03:54
"model organisms,"
74
218816
1579
"organismos modelo",
03:56
animals like fruit flies and laboratory mice,
75
220395
3334
animais tais como a mosca da fruta e os ratos de laboratório
03:59
in which we can apply powerful genetic techniques
76
223729
3425
nos quais podemos aplicar técnicas genéticas fortíssimas
04:03
to molecularly identify and pinpoint
77
227154
3625
para identificar e localizar a nível molecular
04:06
specific classes of neurons,
78
230779
1563
as classes específicas de neurónios,
04:08
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
79
232342
2903
como ouviram falar na palestra do Allan Jones, esta manhã.
04:11
Moreover, once we can do that,
80
235245
2461
Além disso, assim que o conseguirmos fazer,
04:13
we can actually activate specific neurons
81
237706
2749
poderemos ativar, na verdade, neurónios específicos
04:16
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
82
240455
4211
ou poderemos destruir ou inibir a atividade desses neurónios.
04:20
So if we inhibit a particular type of neuron,
83
244666
2714
Portanto, se inibirmos um tipo específico de neurónios,
04:23
and we find that a behavior is blocked,
84
247380
2465
e descobrirmos que um comportamento foi bloqueado,
04:25
we can conclude that those neurons
85
249845
2214
podemos concluir que esses neurónios
04:27
are necessary for that behavior.
86
252059
2964
são necessários para esse comportamento.
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
87
255023
2382
Por outro lado, se ativarmos um grupo de neurónios
04:33
and we find that that produces the behavior,
88
257405
2814
e encontrarmos aquilo que produz o comportamento,
04:36
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
89
260219
4074
podemos concluir que esses neurónios são suficientes para o comportamento.
04:40
So in this way, by doing this kind of test,
90
264293
3009
Então, desta forma e ao fazer este tipo de testes,
04:43
we can draw cause and effect relationships
91
267302
3523
poderemos estabelecer relações de causa e efeito
04:46
between the activity of specific neurons
92
270825
2356
entre a atividade de neurónios específicos
04:49
in particular circuits and particular behaviors,
93
273181
2913
em circuitos e em comportamentos específicos,
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
94
276094
2437
o que é algo extremamente difícil, senão impossível,
04:54
to do right now in humans.
95
278531
5051
de fazer agora em humanos.
04:59
But can an organism like a fruit fly, which is --
96
283582
2837
Mas poderá um organismo, tal como a mosca da fruta, que é --
05:02
it's a great model organism
97
286419
2200
é um ótimo organismo modelo
05:04
because it's got a small brain,
98
288619
2538
porque tem um cérebro pequeno,
05:07
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
99
291157
3787
é capaz de comportamentos complexos e sofisticados,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
100
294944
3150
multiplica-se rapidamente e é barato.
05:13
But can an organism like this
101
298094
1795
Mas poderá um organismo como este
05:15
teach us anything about emotion-like states?
102
299889
3843
ensinar-nos algo sobre estados emocionais?
05:19
Do these organisms even have emotion-like states,
103
303732
3300
Será que estes organismos têm estados emocionais, sequer,
05:22
or are they just little digital robots?
104
307032
3363
ou serão apenas pequenos robôs digitais?
05:26
Charles Darwin believed that insects have emotion
105
310395
3200
Charles Darwin acreditava que os insetos têm emoções
05:29
and express them in their behaviors, as he wrote
106
313595
2550
e que as expressam nos seus comportamentos, tal como escreveu
05:32
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
107
316145
5193
na sua monografia de 1872 sobre a expressão das emoções no homem e nos animais.
05:37
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
108
321338
3519
E o meu colega epónimo, Seymour Benzer, também acreditava nisso.
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
109
324857
3414
O Seymour foi o homem que começou a usar drosófilas
05:44
here at CalTech in the '60s as a model organism
110
328271
3523
aqui na CalTech, nos anos 60, como organismo modelo
05:47
to study the connection between genes and behavior.
111
331794
3597
para estudar a relação entre os genes e o comportamento.
05:51
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
112
335391
3607
O Seymour recrutou-me para a CalTech no final da década de 80.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
113
338998
4434
Ele era o meu mestre Jedi e espiritual enquanto aqui esteve,
05:59
and Seymour taught me both to love flies
114
343432
2388
e o Seymour ensinou-me não só a adorar as moscas,
06:01
and also to play with science.
115
345820
3049
como também a brincar com a ciência.
06:04
So how do we ask this question?
116
348869
3116
Então, como colocamos esta questão?
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
117
351985
4060
Uma coisa é acreditar que as moscas têm estados emocionais,
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
118
356045
3163
mas como descobrimos, de facto, se isso é verdade ou não?
06:15
Now, in humans we often infer emotional states,
119
359208
3950
Ora, nos humanos costumamos deduzir os estados emocionais,
06:19
as you'll hear later today, from facial expressions.
120
363158
3905
como irão ouvir mais à frente, a partir das expressões faciais.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
121
367063
3720
No entanto, é um pouco complicado fazer isso com moscas da fruta.
06:26
(Laughter)
122
370783
3313
(Risos)
06:29
It's kind of like landing on Mars
123
374096
3137
É um pouco como aterrar em Marte
06:33
and looking out the window of your spaceship
124
377233
2705
e olhar através da janela da sua nave espacial
06:35
at all the little green men who are surrounding it
125
379938
2470
para todos os homenzinhos verdes em redor
06:38
and trying to figure out, "How do I find out
126
382408
2406
e tentar perceber, "Como descubro
06:40
if they have emotions or not?"
127
384814
2355
se têm emoções ou não?"
06:43
What can we do? It's not so easy.
128
387169
3543
O que podemos fazer? Não é assim tão simples.
06:46
Well, one of the ways that we can start
129
390712
2185
Bem, uma das formas de começar
06:48
is to try to come up with some general characteristics
130
392897
4125
é tentar reunir algumas caraterísticas ou propriedades gerais
06:52
or properties of emotion-like states
131
397022
3748
de estados emocionais,
06:56
such as arousal, and see if we can identify
132
400770
3464
tal como a excitação, e ver se conseguimos identificar
07:00
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
133
404234
5376
algum comportamento nas moscas que possa exibir alguma dessas propriedades.
07:05
So three important ones that I can think of
134
409610
2820
Portanto, três dos mais importantes que me ocorrem
07:08
are persistence, gradations in intensity, and valence.
135
412430
4672
são a persistência, as gradações de intensidade e a valência.
07:13
Persistence means long-lasting.
136
417102
2334
A persistência significa elevada durabilidade.
07:15
We all know that the stimulus that triggers an emotion
137
419436
3961
Todos sabemos que o estímulo que ativa uma emoção
07:19
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
138
423397
5016
causa a persistência dessa emoção bem depois de ter passado o estímulo.
07:24
Gradations of intensity means what it sounds like.
139
428413
3090
As gradações de intensidade significa aquilo a que soa.
07:27
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
140
431503
4583
É possível aumentar ou diminuir a intensidade de uma emoção.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
141
436086
2600
Se estiver um pouco infeliz, os cantos da sua boca
07:34
turn down and you sniffle,
142
438686
1687
apontam para baixo e você começa a fungar,
07:36
and if you're very unhappy, tears pour down your face
143
440373
3138
e se estiver muito infeliz, começam a escorrer lágrimas pela sua cara
07:39
and you might sob.
144
443511
1832
e poderá soluçar.
07:41
Valence means good or bad, positive or negative.
145
445343
4379
A valência significa bom ou mau, positivo ou negativo.
07:45
So we decided to see if flies could be provoked into showing
146
449722
4452
Então, decidimos ver se as moscas poderiam ser provocadas a mostrar
07:50
the kind of behavior that you see
147
454174
2451
o tipo de comportamento que costumamos ver
07:52
by the proverbial wasp at the picnic table,
148
456625
2810
na vespa proverbial na mesa de piquenique.
07:55
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
149
459435
2685
Aquela que volta sempre ao seu hambúrguer,
07:58
the more vigorously you try to swat it away,
150
462120
2529
e com cada vez mais vontade a cada palmada sua,
08:00
and it seems to keep getting irritated.
151
464649
2284
e que parece ficar cada vez mais irritada.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
152
466933
3647
Portanto, construímos um dispositivo, o "tapete de sopros",
08:06
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
153
470580
4345
através do qual podíamos dar pequenos sopros de ar às moscas da fruta
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
154
474925
2776
nestes tubos de plástico na nossa bancada de laboratório
08:13
and blow them away.
155
477701
1725
e enxotá-las.
08:15
And what we found is that if we gave these flies
156
479426
3239
E o que descobrimos foi que se déssemos a estas moscas
08:18
in the puff-o-mat several puffs in a row,
157
482665
2848
vários sopros de seguida no tapete de sopros,
08:21
they became somewhat hyperactive
158
485513
2689
elas tornavam-se, de alguma forma, hiperativas
08:24
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
159
488202
4435
e continuavam a andar às voltas algum tempo depois de os sopros terem parado,
08:28
and took a while to calm down.
160
492637
2864
levando algum tempo para se acalmar.
08:31
So we quantified this behavior
161
495501
2189
Então, quantificámos este comportamento
08:33
using custom locomotor tracking software
162
497690
3012
utilizando uma aplicação personalizada de seguimento da locomoção,
08:36
developed with my collaborator Pietro Perona,
163
500702
2800
desenvolvida pelo meu colaborador, Pietro Perona,
08:39
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
164
503502
3612
o qual trabalha na divisão de engenharia elétrica, aqui na CalTech.
08:43
And what this quantification showed us is that,
165
507114
2814
E o que esta quantificação nos mostrou é que,
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
166
509928
3224
após sentirem uma sequência destes sopros de ar,
08:49
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
167
513152
4314
as moscas pareciam entrar numa espécie de estado de hiperatividade
08:53
which is persistent, long-lasting,
168
517466
2598
que é persistente, duradouro,
08:55
and also appears to be graded.
169
520064
2504
e que parece ser graduado.
08:58
More puffs, or more intense puffs,
170
522568
2859
Mais sopros, ou sopros mais intensos,
09:01
make the state last for a longer period of time.
171
525427
3913
fazem o estado durar por um período de tempo maior.
09:05
So now we wanted to try to understand something
172
529340
2036
E foi aí que quisemos tentar perceber algo
09:07
about what controls the duration of this state.
173
531376
3714
sobre o que controla a duração deste estado.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
174
535090
2851
Então, decidimos usar o nosso tapete de sopros
09:13
and our automated tracking software
175
537941
2055
e a nossa aplicação de seguimento automatizada
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
176
539996
3782
para analisar e fazer a triagem entre centenas de linhas de mutações de moscas da fruta
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
177
543778
5079
para ver se conseguíamos encontrar alguma que apresentasse respostas anormais aos sopros de ar.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
178
548857
2347
E esta é uma das coisas incríveis sobre as moscas da fruta.
09:27
There are repositories where you can just pick up the phone
179
551204
2793
Existem repositórios onde basta pegar no telefone
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
180
553997
3641
e encomendar centenas de frascos de diferentes mutações de moscas
09:33
and screen them in your assay and then find out
181
557638
2172
e filtrá-las na sua análise para depois descobrir
09:35
what gene is affected in the mutation.
182
559810
3319
qual é o gene afetado na mutação.
09:39
So doing the screen, we discovered one mutant
183
563129
3512
Então, durante uma triagem, descobrimos uma mutação
09:42
that took much longer than normal to calm down
184
566641
3474
que levou bastante mais tempo a acalmar-se
09:46
after the air puffs,
185
570115
2277
depois dos sopros de ar,
09:48
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
186
572392
3950
e quando examinámos o gene que foi afetado nesta mutação,
09:52
it turned out to encode a dopamine receptor.
187
576342
3605
este afinal codificava um recetor de dopamina.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
188
579947
3011
Isso mesmo -- as moscas, tal como as pessoas, têm dopamina,
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
189
582958
2772
e esta atua nos seus cérebros e nas suas sinapses
10:01
through the same dopamine receptor molecules
190
585730
2550
através das mesmas moléculas recetoras de dopamina
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
que todos nós temos.
10:06
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
192
590669
3486
A dopamina desempenha varias funções importantes no cérebro,
10:10
including in attention, arousal, reward,
193
594155
3113
inclusivamente na atenção, excitação, recompensa,
10:13
and disorders of the dopamine system have been linked
194
597268
3413
e os distúrbios no sistema de dopamina foram relacionados
10:16
to a number of mental disorders including drug abuse,
195
600681
3100
a um conjunto de distúrbios mentais, incluindo o abuso de drogas,
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
196
603781
4234
Parkinson e o Transtorno de Défice de Atenção e Hiperatividade (TDAH).
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
197
608015
2790
Agora, em genética, existe um pequeno contrassenso.
10:26
We tend to infer the normal function of something
198
610805
3260
Nós costumamos inferir a função normal de algo
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
199
614065
3710
através do que não acontece quando o removemos,
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
200
617775
3003
através do oposto do que observamos quando o removemos.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
201
620778
3013
Portanto, quando removemos o recetor de dopamina
10:39
and the flies take longer to calm down,
202
623791
2557
e as moscas levam mais tempo a acalmar,
10:42
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
203
626348
3846
a partir daí inferimos que a função normal deste recetor e da dopamina
10:46
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
204
630194
4485
é fazer as moscas acalmar mais rapidamente após o sopro.
10:50
And that's a bit reminiscent of ADHD,
205
634679
2950
E isso faz lembrar um pouco o TDAH,
10:53
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
206
637629
3975
o qual foi relacionado com distúrbios do sistema de dopamina em humanos.
10:57
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
207
641604
4606
De facto, se aumentarmos os níveis de dopamina em moscas comuns
11:02
by feeding them cocaine
208
646210
1710
ao dar-lhes cocaína
11:03
after getting the appropriate DEA license
209
647920
2972
depois de obter a licença legal apropriada
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
210
650892
4000
— meu Deus! -- (Risos) —
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
211
654892
3172
descobrimos que, de facto, estas moscas alimentadas com cocaína
11:13
calm down faster than normal flies do,
212
658064
3042
se acalmam mais rapidamente que as moscas normais,
11:17
and that's also reminiscent of ADHD,
213
661106
3199
o que também faz lembrar o TDAH,
11:20
which is often treated with drugs like Ritalin
214
664305
2045
o qual costuma ser tratado com drogas como a Ritalina
11:22
that act similarly to cocaine.
215
666350
3019
que atuam de forma semelhante à cocaína.
11:25
So slowly I began to realize that what started out
216
669369
3149
Aos poucos comecei a aperceber-me que o que começou
11:28
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
217
672518
3649
como uma tentativa bastante engraçada de chatear moscas da fruta
11:32
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
218
676167
3976
poderá, na verdade, ter alguma relevância para um distúrbio psiquiátrico humano.
11:36
Now, how far does this analogy go?
219
680143
2226
Agora, até onde vai esta analogia?
11:38
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
220
682369
3122
Como muitos de vocês sabem, os indivíduos que sofrem de TDAH
11:41
also have learning disabilities.
221
685491
2337
também têm dificuldades de aprendizagem.
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
222
687828
3566
Isso acontece nas nossas moscas com mutação do recetor de dopamina?
11:47
Remarkably, the answer is yes.
223
691394
2720
Surpreendentemente, a resposta é sim.
11:50
As Seymour showed back in the 1970s,
224
694114
2628
Como o Seymour demonstrou nos anos 70,
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
225
696742
2451
as moscas, assim como as aves canoras, tal como ouviram,
11:55
are capable of learning.
226
699193
1733
são capazes de aprender.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
227
700926
4443
É possível treinar uma mosca a evitar um odor, representado aqui a azul,
12:01
if you pair that odor with a shock.
228
705369
2388
se associar esse odor a um choque.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
229
707757
3384
Depois, quando der a essas moscas treinadas a oportunidade de escolher
12:07
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
230
711141
3154
entre um tubo com o odor associado ao choque e outro odor,
12:10
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
231
714295
4200
estas irão evitar o tubo que contém o odor azul que foi associado aos choques.
12:14
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
232
718495
3502
Bom, se fizer este teste em moscas com mutação do recetor de dopamina,
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
233
721997
2465
elas não aprendem. Os seus resultados de aprendizagem são nulos.
12:20
They flunk out of CalTech.
234
724462
3811
Elas foram expulsas da CalTech.
12:24
So that means that these flies have two abnormalities,
235
728273
4748
Então, isso significa que estas moscas têm duas anomalias,
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
236
733021
3050
ou fenótipos, como nós, geneticistas, lhes chamamos,
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
237
736071
5512
que se encontram no TDAH: hiperatividade e dificuldade de aprendizagem.
12:37
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
238
741583
4363
Ora, qual é a relação causal, se é que existe, entre estes fenótipos?
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
239
745946
3913
Na TDAH, é costume assumir-se que a hiperatividade
12:45
causes the learning disability.
240
749859
1906
causa a dificuldade de aprendizagem.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
241
751765
3719
As crianças não conseguem sentar-se durante tempo suficiente para se concentrarem,
12:51
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
242
755484
3296
então não aprendem. Mas é igualmente possível que sejam as dificuldades de aprendizagem
12:54
that cause the hyperactivity.
243
758780
1872
a causar a hiperatividade.
12:56
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
244
760652
4470
Como as crianças não conseguem aprender, procuram outras coisas para distrair a sua atenção.
13:01
And a final possibility is that there's no relationship at all
245
765122
3057
E uma última hipótese é a de que não existe relação alguma
13:04
between learning disabilities and hyperactivity,
246
768179
2404
entre as dificuldades de aprendizagem e a hiperatividade,
13:06
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
247
770583
4915
mas que estas são causadas por um mecanismo subjacente comum no TDAH.
13:11
Now people have been wondering about this for a long time
248
775498
2342
Ora, as pessoas têm vindo a questionar isto há muito tempo
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
249
777840
3488
em humanos, mas nas moscas podemos mesmo testá-lo.
13:17
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
250
781328
3084
E a forma de o fazermos é mergulhar profundamente na mente
13:20
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
251
784412
4266
da mosca e começar a desemaranhar os seus circuitos utilizando a genética.
13:24
We take our dopamine receptor mutant flies
252
788678
2462
Nós pegamos nas nossa moscas com mutação no recetor de dopamina
13:27
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
253
791140
4564
e restauramos, ou curamos, o recetor de dopamina
13:31
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
254
795704
3235
ao colocar uma cópia correta do gene recetor de dopamina
13:34
back into the fly brain.
255
798939
2051
de volta no cérebro da mosca.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
256
800990
3835
Mas em cada mosca, colocamo-lo de volta apenas em certos neurónios
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
257
804825
3714
e não noutros, e depois testamos em cada uma destas moscas
13:44
for their ability to learn and for hyperactivity.
258
808539
3668
a sua capacidade de aprender e a sua hiperatividade.
13:48
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
259
812207
4818
Por incrível que pareça, descobrimos que podemos dissociar por completo estas duas anomalias.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
260
817025
2663
Se pusermos de volta uma cópia correta do recetor de dopamina
13:55
in this elliptical structure called the central complex,
261
819688
2961
nesta estrutura elíptica chamada de complexo nuclear,
13:58
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
262
822649
4077
as moscas deixam de ser hiperativas, mas continuam a não conseguir aprender.
14:02
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
263
826726
2726
Por outro lado, se pusermos o recetor de volta numa estrutura diferente
14:05
called the mushroom body,
264
829452
1518
chamada de corpora pedunculata,
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
265
830970
3085
o défice de aprendizagem é recuperado, as moscas aprendem bem,
14:09
but they're still hyperactive.
266
834055
1830
mas continuam hiperativas.
14:11
What that tells us is that dopamine
267
835885
2250
O que isso nos diz é que a dopamina
14:14
is not bathing the brain of these flies like soup.
268
838135
3392
não está a banhar o cérebro destas moscas como sopa.
14:17
Rather, it's acting to control two different functions
269
841527
3162
Em vez disso, está a agir para controlar duas funções diferentes
14:20
on two different circuits,
270
844689
1634
em dois circuitos diferentes.
14:22
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
271
846323
3904
Portanto, a razão pela qual existem dois problemas com as nossas moscas do recetor de dopamina
14:26
is that the same receptor is controlling two different functions
272
850227
4175
é que o mesmo recetor controla duas funções diferentes
14:30
in two different regions of the brain.
273
854402
2863
em duas regiões diferentes do cérebro.
14:33
Whether the same thing is true in ADHD in humans
274
857265
3062
Se a mesma coisa se verifica na TDAH nos humanos,
14:36
we don't know, but these kinds of results
275
860327
2376
não sabemos. Mas este tipo de resultados
14:38
should at least cause us to consider that possibility.
276
862703
3477
deveriam, pelo menos, levar-nos a considerar essa possibilidade.
14:42
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
277
866180
3973
Portanto, estes resultados fizeram-me a mim e aos meus colegas ficar mais convencidos que nunca
14:46
that the brain is not a bag of chemical soup,
278
870153
3412
que o cérebro não é uma sopa química,
14:49
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
279
873565
3527
e que é um erro tentar tratar distúrbios psiquiátricos complexos
14:52
just by changing the flavor of the soup.
280
877092
2711
ao mudar apenas o sabor da sopa.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
281
879803
4217
Aquilo que precisamos fazer é usar a nossa criatividade e conhecimento científico
14:59
to try to design a new generation of treatments
282
884020
2708
para tentar criar uma nova geração de tratamentos
15:02
that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
283
886728
4288
que são direcionados a neurónios específicos e a regiões específicas do cérebro
15:06
that are affected in particular psychiatric disorders.
284
891016
3338
que são afetadas em distúrbios psiquiátricos específicos.
15:10
If we can do that, we may be able to cure these disorders
285
894354
3200
Se conseguirmos fazer isto, poderemos ser capazes de curar estes distúrbios
15:13
without the unpleasant side effects,
286
897554
2047
sem os efeitos secundários indesejados.
15:15
putting the oil back in our mental engines,
287
899601
2746
Pôr o óleo de volta nos nossos motores mentais,
15:18
just where it's needed. Thank you very much.
288
902347
3184
apenas onde é necessário. Muito obrigado.
ABOUT THE SPEAKER
David Anderson - NeurobiologistThrough his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger.
Why you should listen
How is emotional behavior encoded in the brain? And what parts of the brain are affected by depression, ADHD and anxiety? This is what neurobiologist David Anderson researches in his lab at the California Institute for Technology by studying the brains of lab mice and fruit flies. By looking at how neural circuits give rise to emotions, Anderson hopes to advance a more nuanced view of psychiatric disorders -- that they aren’t the result of a simple “chemical imbalance,” but of a chemical imbalance at a specific site that has a specific emotional consequences. By researching these cause-and-effect relationships, Anderson hopes to pave the way for the development of new treatments for psychiatric disorders that are far more targeted and have far fewer side effects.
Trained by two Nobel laureates, Gunter Blobel and Richard Axel, Anderson is also an investigator at the Howard Hughes Medical Institute.
David Anderson | Speaker | TED.com