Un mapa completo del cerebro de la mosca de la fruta revoluciona la neurociencia

Un hito histórico en el campo de la neurociencia marca el primer mapa completo del cerebro de un animal adulto capaz de caminar y ver. Investigadores de todo el mundo publicaron en la revista Nature un mapa detallado del mapa del cerebro de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), que incluye 139,255 neuronas y 50 millones de conexiones sinápticas. Este logro representa el conectoma más detallado hasta la fecha de cualquier ser vivo y plantea oportunidades para entender mejor el funcionamiento cerebral de organismos complejos, como los mamíferos, e incluso los seres humanos.

El cerebro de la mosca de la fruta presenta circuitos neuronales con características comunes al cerebro humano. Aunque la estructura y el tamaño varían enormemente, una mosca tiene un cerebro del tamaño de una semilla de amapola y un humano posee alrededor de 80 mil millones de neuronas, los patrones de conectividad guardan similitudes sorprendentes.

Los investigadores utilizan esta especie de insecto como modelo, dado que sus redes neuronales permiten estudiar cómo se procesa información y se generan comportamientos, incluyendo el almacenamiento y recuperación de la memoria. Esto ocurre porque las neuronas tanto en la mosca como en los mamíferos emiten potenciales de acción y usan neurotransmisores comunes. El estudio identificó más de 8,000 tipos de células diferentes en el cerebro de la mosca, de las cuales 4,500 no tenían precedente en la literatura científica. El mapeo del cerebro implicó más de 100 terabytes de datos y la colaboración de 287 investigadores de 76 instituciones alrededor del mundo.

En el pasado, científicos mapearon cerebros más simples, como el del gusano Caenorhabditis elegans, que cuenta con 302 neuronas, y el de una larva de mosca de la fruta, con alrededor de 3,000 neuronas. Sin embargo, ambos modelos presentan limitaciones en términos de funciones y comportamientos, dado que ninguno es capaz de ver ni caminar.

En contraste, el cerebro de la Drosophila melanogaster adulta procesa mucha más información sensorial y coordina comportamientos complejos, como el vuelo, el desplazamiento y la capacidad de evitar amenazas con rapidez. Además, los insectos presentan una estructura cerebral denominada “cuerpo de los hongos”, ausente en los humanos, pero con conectividad similar al córtex piriforme humano, responsable de procesar la información olfativa.

El mapa final es comparable con un “Google Maps” del cerebro de la mosca de la fruta. Detalla la estructura de las neuronas, sus conexiones y también la funcionalidad y clasificación de las diferentes áreas y células. Según contó a Popular Science, Sven Dorkenwald, uno de los principales autores del estudio y miembro del equipo de Princeton, este atlas cerebral permite navegar y estudiar el cerebro de una manera más efectiva y detallada. Los investigadores lograron activar ciertas neuronas en el modelo cerebral de la mosca en una computadora, provocando que extendiera su probóscide como si estuviera buscando azúcar, replicando el comportamiento de una mosca real.

Este mapa proporciona una herramienta fundamental para entender el funcionamiento del cerebro en las especies. Gracias a la similitud de los patrones de conexión, este trabajo ofrece un modelo para estudiar la circuitería neuronal de cerebros más grandes y complejos.

La mosca de la fruta ha sido objeto de estudio durante décadas debido a su rápido ciclo de vida y la similitud de un 60% de sus genes con los humanos. Entender cómo funcionan sus redes neuronales contribuirá a futuros estudios sobre el comportamiento y el aprendizaje en otras especies. El director del Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos, John Ngai, señala en la página oficial de la universidad, que sin una comprensión detallada de cómo se conectan las neuronas entre sí no se puede entender cómo funciona un cerebro sano o cómo se desarrollan enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson.