Los estudiantes de secundaria se convierten en neurocientíficos en Duke

Len White, profesor asociado de neurología en la Universidad de Duke, se encuentra al frente del laboratorio de neuroanatomía con un gran cubo blanco. En su interior se mueve un cerebro humano.

Un grupo de seis estudiantes de secundaria se reúnen alrededor de la mesa mientras White sostiene el cerebro en alto, con los ojos paralizados en el espécimen rosado. Después de una lección de neuroanatomía sobre los conceptos básicos del cerebro de White, es su turno de sostener el órgano.

Iris Cisneros Gasga, estudiante de último año de secundaria del condado de Wake, sostiene el cerebro con las manos enguantadas y lo evalúa con un suave apretón.

"¿Es más liviano o más pesado de lo que pensaba que sería un cerebro humano?" pregunta White.

“No sé si esto es raro, pero se siente como cuando se hierve pollo”, dice Cisneros Gasga.

Cisneros Gasga y sus compañeros participan en el programa Experiencia en Neurociencia de la Universidad de Duke, o DUNE, dirigido por el Instituto Duke de Ciencias del Cerebro. Cada verano desde 2021, se invita a estudiantes curiosos de escuelas secundarias locales a Duke para una sesión de ocho semanas en la que lideran proyectos de investigación en neurociencia.

El tiempo que Cisneros Gasga pasó trabajando en un laboratorio de Duke ha sido transformador. Ahora ve las numerosas conexiones entre los descubrimientos científicos y su vida cotidiana, y planea llevar estas lecciones a la siguiente etapa de su carrera.

“Simplemente estoy viendo cómo la investigación puede impactar todos los aspectos de la vida humana”, dice Cisneros Gasga. “Ya sea a través de pequeñas cosas o haciendo medicinas... este programa me ha enseñado que todo es importante. En el futuro seré traumatólogo, pero también investigador”.

En febrero se abre la postulación para el programa de verano DUNE para estudiantes de secundaria en el área del Triángulo. Después de la aceptación, los estudiantes reciben una lista de laboratorios de neurociencia de Duke con los que podrían asociarse. Luego, los estudiantes clasifican sus mejores opciones. El programa de este año contó con laboratorios que estudian la conexión entre el intestino y el cerebro, el modelado computacional neuronal y el desarrollo de herramientas de detección de proteínas. Luego, los estudiantes de DUNE trabajan a tiempo completo en el laboratorio realizando experimentos prácticos de neurociencia bajo la guía de sus mentores de investigación.

Este verano ha sido uno de ratones y migrañas para Khady Okwuosha, estudiante de último año y estudiante de DUNE del condado de Wake. Okwuosha trabajó en el laboratorio de la neuróloga y patóloga de Duke, Carlene Moore, donde estudió cómo la manipulación de una proteína receptora específica relacionada con el dolor podría conducir al desarrollo de un modelo de ratón para las migrañas.

Pero, ¿cómo saber si un ratón tiene migraña? Okwuosha aprendió a identificar visualmente las migrañas de los ratones mediante el seguimiento de pequeñas muecas faciales. También exploró el cerebro anatómicamente cortando tejido cerebral en el equivalente de laboratorio de una cortadora de carnes frías. Okwuosha compartió una lección conmovedora de las pruebas y errores de la vida en el laboratorio:

“¿Sabes cuando estás haciendo un proyecto y no sale como quieres?” preguntó Okwuosha. “Eso es más o menos lo que pasó con [mi investigación]. ¡Y eso me parece intrigante porque es como una sorpresa!”

Otro componente central del curso DUNE es el desarrollo profesional. El trabajo diario en el laboratorio está marcado por una serie de conferencias de líderes en el campo, actividades prácticas y sesiones profesionales. Los organizadores de DUNE adaptan estas actividades para que los estudiantes puedan crear ellos mismos un conjunto de herramientas académicas para navegar la universidad y más allá. Este plan de estudios holístico permite a los académicos imaginar un futuro en la ciencia.

Isabella García, estudiante de último año en el condado de Durham y participante de DUNE, dice que a través del apoyo profesional de DUNE, aprendió que podía combinar perfectamente su amor por la investigación científica con su deseo de ayudar a las personas; no puede esperar para explorar MD-Ph.D. programas.

En medio de la pandemia de COVID-19, un grupo de estudiantes graduados en neurociencia de Duke se unieron para crear el programa DUNE. Trevor Alston es un estudiante de posgrado, actual colíder y miembro inicial del equipo de DUNE. Dice que los acontecimientos actuales durante 2020 inspiraron a los estudiantes a tomar medidas y crear este programa para la comunidad.

"Muchos de nosotros venimos de entornos en los que somos conscientes de cómo la disparidad educativa puede perjudicar a ciertas poblaciones de la comunidad", dijo Alston. “Y cuando ocurrieron las protestas de George Floyd hace unos años, eso impulsó a mucha gente a querer actuar de una vez. Una de las cosas que surgió fue DUNE y la promoción de oportunidades educativas para estudiantes de secundaria que necesitan un enriquecimiento adicional”.

Además del movimiento Black Lives Matter, los programas de inmersión en otras universidades inspiraron la génesis de DUNE. Dos organizadores de DUNE, el estudiante de posgrado y miembro fundador Kirill Chesnov y la coordinadora del programa Tiffany Scotton, asistieron a programas de preparación universitaria en las universidades de Stanford y Cornell, respectivamente. Chesnov y Scotton coinciden en que estos programas influyeron en gran medida en su trayectoria profesional. Ambos esperan transmitir sus éxitos a la próxima generación de académicos a través de DUNE.

Uno de los objetivos generales del programa DUNE es incorporar a estudiantes de entornos subrepresentados al canal STEM. Históricamente, la academia ha experimentado caídas alarmantes en la cantidad de personas BIPOC que participan en STEM, especialmente a medida que avanzan en las filas docentes. Según el Centro Nacional de Estadísticas Educativas, el 74% del profesorado de las universidades estadounidenses son blancos, en comparación con el 4% del profesorado que son mujeres negras, el 3% que son hombres negros, hombres hispanos y mujeres hispanas, y el 2% que son individuos indígenas.

Programas como DUNE tienen como objetivo combatir estas marcadas desigualdades académicas. Scotton dice que, como mujer negra en STEM con una profunda pasión por la neurociencia, ver triunfar a los jóvenes académicos de DUNE ha sido inmensamente gratificante.

"Significa mucho para mí. Especialmente porque los estudiantes se parecen a mí”, dijo Scotton. "Saber que estoy ayudando a crear representación en la comunidad científica es el regalo que se sigue dando".

Cisneros Gasga, estudiante de secundaria del condado de Wake, ha tenido algunos éxitos científicos propios este verano. Más allá de comparar la textura del cerebro con la del pollo hervido, estaba ocupada trabajando en el laboratorio de Laurie Sanders. Cisneros Gasga examinó cómo las toxinas ambientales afectan la activación de una enzima, PARP1, en la enfermedad de Parkinson. Cisneros Gasga siempre ha disfrutado de sus clases de ciencias generales pero una emergencia familiar hizo que su atención se centrara en el cerebro.

“Mi hermano tuvo una lesión en la médula espinal. Entonces decidí que quería estudiar neurociencia”, dijo Cisneros Gasga. “Esta es una situación terrible, pero puedo convertirla en algo bueno. Puedo utilizar [la investigación en neurociencia] como una manera de hacer la vida más accesible y menos dolorosa para las personas con lesiones de la médula espinal”.

Junto con sus compañeros, presentó sus hallazgos al final de la sesión de carteles del programa a principios de agosto. Familiares, amigos, mentores y miembros de la comunidad de Duke asistieron para celebrar los logros de los académicos. Cisneros Gasga dice que ha ganado un mayor sentido de confianza en la ciencia. Antes del programa, dice que estaba nerviosa al presentar datos científicos, pero ahora obtuvo una perspectiva completamente nueva.

“Cuando entré a mi laboratorio, estaba pensando, hermano, ¿cómo voy a presentar? Porque no sé nada de lo que estamos hablando”, dijo Cisneros Gasga. “Pero ahora tengo mucha confianza. Sé de lo que estamos hablando, lo presenté frente a mi propio laboratorio... Puedes simplemente entrar y equivocarte. Está bien equivocarse y equivocarse, porque así es como se aprende”.

A continuación se muestran los perfiles de los estudiantes del programa DUNE.

Isabella García, estudiante de último año

Colocación del laboratorio DUNE: Grill Lab

Investigación: Regiones del cerebro que se proyectan al núcleo subtalámico

“De hecho, quiero estudiar el comportamiento humano y la psicología. Y creo que la conexión entre eso y la neurociencia es muy fuerte y al inscribirme en este programa puedo obtener experiencia en investigación y una mirada más profunda al cerebro”.

Iris Cisneros Gasga, estudiante de último año

Colocación en el laboratorio DUNE: Laboratorio Sanders

Investigación: Cómo las toxinas ambientales afectan la activación de PARP1 en la enfermedad de Parkinson

“Creo que los laboratorios en los que estábamos todos fueron muy acogedores. Al principio, muchos de nosotros pensábamos que íbamos a entrar y la gente simplemente diría: '¿Qué está haciendo este niño aquí?' Mi laboratorio, el laboratorio Sanders, el IP [investigador principal] fueron muy acogedores... Siempre tuve muchas preguntas, pero todas respondieron”.

Meryem S. Golbasi, joven en ascenso

Colocación del laboratorio DUNE: Grill Lab

Investigación: Variabilidad del tamaño de las fibras en el nervio vago cervical de rata

“Creo que lo mejor de este programa fue que pude ver la aplicación del modelado computacional en neurociencia, porque siento que no había visto eso antes. Y también verlo como una cirugía de rata real donde podía ver el nervio vago y ver en qué estaba trabajando realmente”.

India Goldsmith, estudiante de último año

Colocación en el laboratorio DUNE: Calakos Lab

Investigación: Validación de una nueva herramienta para identificar proteínas alrededor de un receptor de glutamato

“Antes de comenzar el programa, planeaba convertirme en psiquiatra y obtener mi doctorado. Siento que el programa definitivamente me hizo querer obtener mi doctorado. más, pero también me ha interesado más inclinarme hacia la neurociencia o especializarme en química en lugar de psicología”.

Ganadora Makema, estudiante de último año

Prácticas en el laboratorio DUNE: Laboratorio Bohórquez

Investigación: Impacto de la enfermedad en la conexión intestino-cerebro

“Lo más genial que he hecho fue diseccionar ratones. Nunca antes había hecho eso en el laboratorio de mi escuela secundaria. Así que fue realmente una gran experiencia y sacar los intestinos y poder expulsarlos también fue genial”.

Khady Okwuosha, estudiante de último año

Colocación en el laboratorio DUNE: Moore Lab

Investigación: Desarrollo de un modelo de migraña en ratón

“Recientemente elegí hacer un doctorado en medicina porque quería hacer solo un doctorado, pero luego comencé a hacer esto y pensé: '¡Oh, la investigación también es divertida!' Así que todavía no sé qué, sólo sé que tendrá que centrarse en la bioquímica, porque quiero asegurarme de que me gusta lo que estoy haciendo”.