Un equipo científico internacional ha construido el primer mapa del cerebro de un insecto adulto, lo que supone un posible avance para nuestra comprensión de cómo funciona el órgano y por qué lo perjudican las enfermedades neurológicas.
El proyecto trazó los 149 metros de cableado biológico que componen el cerebro de una mosca de la fruta, del tamaño de una semilla de amapola, y que gobiernan la vida del organismo. El estudio promete aumentar el conocimiento sobre el cerebro humano, ya que los órganos de las dos especies comparten muchas características comunes, incluidos genes vinculados a enfermedades neurológicas que afectan a miles de millones de personas en todo el mundo.
“Una de las principales cuestiones que estamos abordando es cómo el cableado del cerebro, sus neuronas y conexiones pueden dar lugar al comportamiento animal”, dijo Mala Murthy, codirectora del consorcio de investigación FlyWire y profesora de neurociencia en la Universidad de Princeton. “Las moscas son un sistema modelo importante para la neurociencia, ya que sus cerebros resuelven muchos de los mismos problemas que los seres humanos”.
El proyecto, publicado en la revista Nature a principios de octubre, tiene paralelismos con el Proyecto Genoma Humano, que concluyó en 2003, dijeron los investigadores. Esa misión de secuenciación ha ayudado a impulsar muchos descubrimientos sobre enfermedades.
FlyWire se propuso trazar un “conectoma”, lo que es un conjunto de posibles vías por las cuales fluye la información entre las neuronas que forman el cerebro y las sinapsis que las unen. Los investigadores cortaron el cerebro de la mosca de la fruta Drosophila en más de siete mil secciones, las analizaron con potentes microscopios y presentaron los resultados como una imagen en 3D.
El diagrama en bruto fue anotado para identificar miles de tipos de células características diferentes, en lo que un científico describió como algo similar a agregar características a un mapa de Google, como nombres de calles y horarios de atención de negocios. El proyecto utilizó el crowdsourcing para reunir a “científicos ciudadanos” para llevar a cabo el trabajo y aliviar una carga de corrección de pruebas que una persona habría tardado aproximadamente 33 años en completar.
el dato...FLYWIRE impulsará la investigación
De padecimientos como la demencia y la migraña
El conectoma de Drosophila resultante, compuesto por unas ciento cuarenta mil neuronas y 50 millones de conexiones sinápticas, está disponible para los investigadores de forma gratuita en Internet. Los científicos ya han comenzado a estudiar cómo las partes de la estructura cerebral podrían relacionarse con funciones como caminar, saborear y ver.
“Si podemos entender verdaderamente cómo funciona cualquier cerebro, sin duda nos dirá algo sobre todos los cerebros”, dijo Sebastian Seung, otro coautor de los artículos de Nature y profesor de Princeton. “Es justo decir que en la última década hemos presenciado un progreso revolucionario en la comprensión del cerebro de la mosca”.
El conectoma ofrece una “verdad fundamental” que podría impulsar la investigación sobre enfermedades neurológicas en los seres humanos, dijo John Ngai, coautor y director de la iniciativa BRAIN en los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos.
Más del 40 por ciento de la población mundial sufrió algún problema del sistema nervioso como accidentes cerebrovasculares, demencia y migraña en 2021, según una investigación publicada en marzo.
149 metros de cableado biológico
Componen el cerebro de una mosca de la fruta
“Tener este mapa en la mano es necesario, aunque no suficiente”, dijo Ngai. “Pero sin duda, realmente nos permitirá hacer preguntas mejores y más precisas”.
Otro proyecto ha comenzado a cartografiar el cerebro de un ratón, que se estima que es un millón de veces más grande que el de una cría de mosca de la fruta. El cerebro humano representa un desafío aún más difícil: contiene más de ochenta mil millones de neuronas y 100 billones de conexiones.
La analogía con el genoma sugiere que los trabajos futuros sobre las estructuras cerebrales podrían superar las limitaciones de FlyWire, como la falta de datos sobre las formas no sinápticas en que se comunican las neuronas, dijo Anita Devineni, profesora adjunta de la Universidad Emory. Al igual que con el trabajo sobre el genoma, el desarrollo de mejores mapas cerebrales impulsará el progreso en áreas como los algoritmos de inteligencia artificial.
En un comentario publicado en Nature, Devineni dijo que FlyWire “impulsó avances tecnológicos y conceptuales que facilitarán la reconstrucción e interpretación de futuros conectomas en Drosophila y otras especies”.
CHC