El interés de Bearer en el cerebro, la mente y sus trastornos la impulsó hacia las ciencias biomédicas. Utiliza muchas tecnologías de imágenes diferentes, junto con la genética molecular y el modelado computacional, para estudiar la dinámica de los circuitos en los estados de salud y enfermedad.
Como se muestra en la Figura 4 de Bearer, "Efectos a corto y largo plazo de la cocaína en el cerebro" 1R01DA055184-01A1. La actividad acumulativa mapeada en el cerebro de un ratón que se comporta normalmente durante 24 horas muestra una señal en el bulbo olfatorio, el hipocampo, la amígdala, el núcleo accumbens, el área tegmental ventral y las regiones del cerebelo (n = 12, T = 5.7, p = 0.01 a 0.001 FDR; azul, bajo; rojo, alto).
Los ratones de tipo salvaje después de una experiencia de miedo naturalista, como el estrés de un depredador, muestran proyecciones alteradas de la corteza prefrontal medial (mPFC) según lo trazado por resonancia magnética mejorada con manganeso (MEMRI). Las proyecciones de mPFC sin una experiencia de miedo (azul) van al rafe dorsal (DR y otros núcleos del rafe y la amígdala basolateral (BLA) y se desplazan a otras regiones después de una experiencia de miedo (rojo), gris periacuaductal (PAG) e hipotálamo. Imágenes recopiladas en 24 horas después de la inyección de Mn(II) en mPFC, se extrajo el cráneo, se normalizó y se alineó y luego se realizó un mapeo paramétrico estadístico (SPM). Cortes de mapas 3D (n = 24, p < 0.01 FDR, azul, sin estrés; rojo, 3 semanas después del estrés) se superponen en una imagen anatómica de RM en escala de grises. Se muestra un mayor aumento en los paneles de la derecha. Como se muestra en la Figura 8 de Bearer, "Efectos a corto y largo plazo de la cocaína en el cerebro" 1R01DA055184-01A1.
Uselman, Medina, Gray, Jacobs y Bearer. Esta revisión exhaustiva de MEMRI presenta: las propiedades químicas y físicas del Mn (II); consideraciones para una dosificación segura; perspectivas sobre los parámetros de escaneo; análisis de los mecanismos biológicos de proyección y mapeo de la actividad neuronal; contribuciones de MEMRI; procedimientos para el procesamiento de imágenes; estrategias para el análisis computacional; y concluye con comentarios para futuras direcciones. Este artículo proporciona un recurso para guiar a los investigadores en la aplicación de MEMRI a problemas neurobiológicos críticos. -enhanced_magnetic_resonance_imaging_of_neural_projections_and_activity
https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/nbm.4675
La MEMRI longitudinal permite visualizar la actividad cerebral a medida que evoluciona. La actividad cerebral pasa del miedo a la ansiedad, en correspondencia con el comportamiento. El mapeo paramétrico estadístico (SPM) y la alineación de mapas con nuestro nuevo atlas InVivo permiten la cuantificación segmentaria de los vóxeles activados a lo largo de la línea temporal experiencial, antes y en puntos temporales sucesivos después del miedo naturalista. Se reportan las transiciones de un patrón basal a un patrón provocado por el miedo y a un patrón similar a la ansiedad, y se investigan sus mecanismos biológicos. El equilibrio dinámico de la actividad cerebral difiere entre estados de miedo y ansiedad.
"Evolución de la actividad de todo el cerebro en el ratón que se comporta despierto después del miedo agudo por resonancia magnética longitudinal mejorada con manganeso". Uselman, Barto, Jacobs y Bearer.
Neuroimagen https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.116975
Luego de descubrir el papel de APP en el transporte axonal, el equipo de Bearer pasó a determinar el efecto de las mutaciones dominantes en APP en el transporte usando MEMRI. Estos estudios revelan un efecto combinado del envejecimiento y la expresión de APP mutante, con defectos más graves en mutantes envejecidos y defectos de transporte más leves y difíciles de detectar en ratones jóvenes (de 6 meses), tal como predice la condición humana. Usando un transgénico doble que permitía la expresión condicional de un transgénico APP mutado en Suecia-Indiana, el grupo de Bearer demostró que el transporte podría verse afectado dentro de las dos semanas posteriores a la activación o desactivación de la expresión. El trabajo futuro analiza los roles combinados de la carga de herpesvirus y QTL en genes autofágicos en el deterioro cognitivo y la patología de Alzheimer utilizando muestras post-mortem de los bancos de cerebros de Alzheimer.
Además, Bearer tiene una colaboración de larga data con un equipo de neurocirujanos, ingenieros químicos y biólogos computacionales para desarrollar métodos para modelar los procesos biológicos del glioblastoma utilizando los primeros principios de la física con valores basados en muestras neuropatológicas. Utilizando material patológico de archivo, Bearer, Frieboes y Cristini han sido pioneros en una serie de modelos matemáticos que describen el comportamiento del tumor y predicen los resultados del tratamiento a partir de pruebas de diagnóstico estándar. Portador acepta consultas.
Profesor distinguido, Departamento de Patología, UNM
El interés de Elaine Bearer por el cerebro, la mente y sus trastornos la impulsó a las ciencias biomédicas. Ella utiliza muchas tecnologías de imágenes diferentes, junto con la genética molecular y el modelado computacional, para estudiar la dinámica de los circuitos en los estados de salud y enfermedad. Bearer ha recibido los premios Distinguished Alumni de sus dos alma mater, la Escuela de Música de Manhattan (2019) y la Universidad de California, San Francisco (2020). Recibió una cátedra honoraria de la Academia Strømstad en Suecia (2021). Es miembro electo de la AAAS y del Colegio de Patólogos Americanos.
La investigación de Bearer comenzó con el descubrimiento de los detalles más finos de la dinámica de membrana en la liberación de transmisores sinápticos. Desarrolló etiquetas de imágenes para lípidos aniónicos e hizo las primeras observaciones de balsas de lípidos de membrana. Más tarde, como becaria postdoctoral de la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza en el Centre Medicale Universitaire con Lelio Orci, desarrolló microscopía electrónica de grabado profundo y congelación rápida para definir la estructura de los diafragmas fenestrales endoteliales, la puerta de entrada entre el tejido y la sangre. La bioquímica de proteínas de Bearer con Bruce M. Alberts en UCSF en busca de moduladores de filamentos de actina que regulan la dinámica de la membrana identificó 110 proteínas que impulsan la formación de filamentos a partir de plaquetas sanguíneas humanas.
Después de mudarse de la UCSF a la Universidad de Brown y fundar su propio laboratorio, Bearer mapeó el gen de una de estas proteínas recién descubiertas, kaptin/2E4, en el cromosoma humano 19, para lo cual contribuyó con las secuencias humana y de ratón. Estos descubrimientos mostraron que las mutaciones en una región promotora conducen a enfermedades hereditarias, en este caso, la sordera del adulto (DFNA4). Trabajando durante el verano en el Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, MA, Bearer usó el virus del herpes simple como herramienta y el axón gigante del calamar como modelo experimental para descubrir que la proteína precursora de amiloide (APP), el componente principal en las placas de Alzheimer, reclutaba motores del citoesqueleto a la carga intracelular para el transporte. Estos estudios sobre la mecánica del transporte axonal endógeno son la base de su trabajo de rastreo de proyecciones neuronales de todo el cerebro con resonancia magnética.
En 2004, como Académico Distinguido de Moore en un año sabático de Brown al Instituto de Tecnología de California, Bearer trabajó con el químico físico, Russell E. Jacobs, para ser pionero en imágenes de resonancia magnética mejoradas con manganeso para presenciar proyecciones neuronales y actividad a lo largo del tiempo en modelos de ratones vivos para trastornos neuropsiquiátricos humanos.
Más recientemente, utilizando esta técnica de imagen emergente junto con paradigmas de comportamiento y animales transgénicos, el laboratorio Bearer descubrió e informó el efecto del miedo naturalista en la actividad neuronal en todo el cerebro y cómo los patrones de actividad pasan a estados de ansiedad con el tiempo. Ahora, el equipo de Bearer está explorando cómo la adversidad en la vida temprana hace que el cerebro sea vulnerable a los trastornos mentales y por consumo de sustancias, y cómo las experiencias alteran la conectividad del cerebro anterior.
Bearer es una compositora de música seria que reflexiona sobre las implicaciones de sus hallazgos científicos sobre cómo la música evoca emociones.
Bearer también participa en una clínica de extensión médica en Guatemala y tiene citas secundarias en Neurocirugía y en el Departamento de Música de la UNM. Enseña a estudiantes de medicina y cursos de posgrado y forma parte de los comités directivos y de planes de estudios. Enseña composición musical en el Departamento de Música de la UNM.
Bearer comenzó a componer a los 6 años, con una interpretación de algunas de sus composiciones en recitales estudiantiles a los 9 años. Durante los años escolares, primero estudió violín y piano. Luego pasó a la viola y la trompa, tocó en las orquestas de la comunidad local y estudió con profesores de interpretación en la Juilliard School de Manhattan. Todavía en su adolescencia, Bearer viajó a Francia para estudiar con Nadia Boulanger, primero en Fontainebleau y luego en París. Obtuvo una Licenciatura en Música de la Escuela de Manhattan en Teoría y Composición, y luego una Maestría en Arte en Musicología de la Universidad de Nueva York. Posteriormente, se fue de Nueva York a San Francisco para obtener una cátedra asistente permanente en Música en Lone Mountain College. Sus composiciones se interpretan internacionalmente en Suecia, Noruega, París y Ginebra, así como en los EE. UU., localmente en Albuquerque y Santa Fe, NM; Providencia, Rhode Island; Nueva York; New Jersey; San Francisco y Los Ángeles, California, así como muchos otros lugares.
Cargado de una gran curiosidad acerca de cómo la música afecta el cerebro, Bearer se embarcó en una odisea en el campo de la neurociencia, comenzando en la Universidad de Stanford en biología humana con Don Kennedy. En un año, Bearer se convirtió en asistente de enseñanza de Kennedy mientras continuaba enseñando en el Conservatorio de San Francisco. Luego se unió al laboratorio de neurobiología de John Nicholl en el Centro Médico de Stanford, donde hizo amistades duraderas y aprendió electrofisiología. Al decidir que un doctorado en neurociencia sería demasiado estrecho, solicitó y fue aceptada en el recién fundado programa de formación de científicos médicos MD-PhD en la Universidad de California, San Francisco. Se puede encontrar más información sobre su exitosa y productiva carrera científica en el CV de Ciencias Biomédicas publicado en su sitio web de la Facultad de Patología de la UNM.
A pesar de los rigores y la intensidad de una carrera combinada de MD y PhD, Bearer continúa componiendo. Una lista completa de sus composiciones se publica en su CV musical por separado. Mientras estuvo en la Universidad de Brown de 1991 a 2001, ocupó un puesto secundario en el Departamento de Música enseñando composición y ahora tiene un puesto secundario en el Departamento de Música de la UNM, donde puede aceptar un estudiante por año para estudiar composición.
La investigación de Bearer sobre la base biológica del cerebro y las enfermedades neurológicas va unida a su profundo interés por la mente. Con frecuencia es invitada a dar conferencias públicas sobre Music-Mind, algunas de las cuales se pueden encontrar en sitios web como Vimeo y YouTube. La música de Bearer es seria con una perspectiva histórica y un uso novedoso del sonido y el espacio. Sus colaboraciones con la coreógrafa Colleen Cavanaugh están cargadas de sonidos de ingeniería electrónica, mientras que su Magdalene Passion por las voces y la orquesta es totalmente acústica. Tiger, compuesto para la actuación de Pasadena ProMusica en el Festival de Ciencia y Arte, incluye proyecciones de luz interactivas en vivo diseñadas por John Carpenter, un videoartista y arquitecto con sede en Los Ángeles. Su cuarteto de cuerdas más reciente se presentó en Suecia en el otoño de 2021.
Bearer enseñó durante 18 años en la escuela de medicina y programas de posgrado en la Universidad de Brown. En la Facultad de Medicina Warren Alpert de la Universidad de Brown, fue directora de cursos de un semestre en Patología Sistémica por los que recibió varios premios del Decano a la Excelencia en la Enseñanza Médica, así como profesora de otros cursos de la facultad de medicina. Ha recibido a más de 70 estudiantes de pregrado, posgrado y posdoctorado en su laboratorio, algunos de los cuales ahora tienen sus propios nombramientos de docentes en otros lugares. Su compromiso con la educación se ejemplifica en su servicio en numerosos comités de educación, tanto a nivel local como nacional, y como presidenta del Comité de Educación de la Sociedad Nacional Estadounidense de Patología de Investigación, secretaria electa de la Sección de Educadores Médicos de Pregrado de la Asociación de Presidentes de Patología. En Brown sirvió en el Comité de Currículo Médico, participando en dos rondas de reforma curricular hacia competencias e integración. También se ha desempeñado como miembro electo del Comité de Currículo Médico de la UNM, así como miembro de los comités directivos del programa de posgrado y del programa MD-PhD.
Page-Reeves, Janet, Murray-Krezan, Cristina, M. Regino, L., Perez, J., Bleecker, M., Perez, D., Wagner, Brent, Tigert, S., Bearer, Elaine, L., Willging, C., E. 2021. Un ensayo controlado aleatorizado para evaluar un enfoque de grupo de apoyo entre pares para reducir el aislamiento social y la depresión en mujeres inmigrantes mexicanas. BMC Public Health, vol. 21, número 1, 119.
Chen, J, Lee, H, Schmitt, P, Choy, C, J, Miller, D, M, Williams, Brittney, Bearer, Elaine, L. Frieboes, H, B. 2021. Modelos de bioingeniería para el estudio de la regulación microambiental del metabolismo del glioblastoma. Revista de neuropatología y neurología experimental.
Uselman, T, W Barto, D, R Jacobs, R, E Bearer, Elaine, L. 2020 Evolución de la actividad de todo el cerebro en el ratón que se comporta despierto después del miedo agudo por resonancia magnética longitudinal mejorada con manganeso. Neuroimagen, vol. 222
Elaine L. Portador, MD, PhD
Profesor distinguido de la familia Harvey
Departamento de patología
Facultad de Medicina de la UNM
BMSB salón 333B, MSC 08-4640
915 Camino de Salud NE
1 Universidad de Nuevo México
Albuquerque, Nuevo México 87131-0001