El equipo de investigación de Princeton ha logrado un avance significativo en la comprensión del cerebro de la mosca de la fruta adulta, un paso crucial para desentrañar los misterios del cerebro humano. Sven Dorkenwald, el autor principal del estudio y quien obtuvo su doctorado el año pasado, explicó que este logro permite a los investigadores “navegar reflexivamente” a través del cerebro, similar a cómo se utilizaría un mapa para explorar un nuevo lugar. Dorkenwald, quien ahora forma parte del Instituto Allen para Ciencias del Cerebro en Seattle, comparó el trabajo realizado con la creación de un atlas que incluye anotaciones sobre todos los aspectos del cerebro, como si se tratara de un mapa que detalla cada calle y edificio.
El mapa, denominado “conectoma”, representa las conexiones neuronales en todas sus escalas, y se espera que en el futuro pueda contribuir al desarrollo de tratamientos personalizados para enfermedades cerebrales. Este trabajo fue descrito en una edición especial de la revista Nature publicada el 2 de octubre. Los investigadores han creado un mapa que detalla las neuronas y sinapsis de la Drosophila melanogaster, identificando diferentes tipos de neuronas y los enlaces químicos entre ellas, lo que proporciona información sobre las sustancias químicas que secretan las neuronas. Las moscas de la fruta comparten aproximadamente el 60% de su ADN con los humanos, lo que establece un paralelismo genético que puede ayudar a comprender los cerebros de especies más complejas, incluidas las personas.
Además, se ha demostrado que las moscas de la fruta son capaces de formar recuerdos a largo plazo y participar en interacciones sociales a grandes distancias. Con el conectoma ahora establecido, los investigadores esperan aplicar los mismos métodos para mapear el cerebro de otros animales. Mala Murthy, co-líder del estudio y directora de Neurociencia en Princeton, destacó la importancia de este logro, afirmando que “no hay otro conectoma cerebral completo de un animal adulto que tenga esta complejidad”. Anteriormente, otros investigadores habían mapeado el cerebro de organismos más simples, como el gusano C. elegans, que tiene 302 neuronas, y la larva de Drosophila, que cuenta con aproximadamente 3,000 neuronas. En contraste, el cerebro de la mosca de la fruta es mucho más complejo, con casi 140,000 neuronas conectadas a un estimado de 50 millones de sinapsis.
John Ngai, director de la Iniciativa de Investigación a través del Avance de Neurotecnologías Innovadoras (BRAIN) de los Institutos Nacionales de Salud, elogió este logro, señalando que “la diminuta y sorprendentemente sofisticada mosca ha servido durante mucho tiempo como un modelo poderoso para comprender los fundamentos biológicos de la conducta”. Ngai también mencionó que este hito no solo proporciona un conjunto de herramientas para entender cómo los circuitos neuronales impulsan el comportamiento, sino que también es un precursor de los esfuerzos financiados por BRAIN para estudiar mamíferos y humanos.
En un artículo complementario publicado en Nature, los investigadores informaron sobre la creación de un proyecto separado conocido como “proyectome”, que permite un mapeo detallado de las proyecciones en regiones cerebrales específicas que controlan circuitos ocelar, los cuales son responsables de captar estímulos visuales y orientar el vuelo de la mosca. Para llevar a cabo estos mapas, el Consorcio FlyWire, que incluye 287 laboratorios de todo el mundo, utilizó inteligencia artificial para convertir 21 imágenes en tres dimensiones, etiquetando lo que antes eran “bultos y manchas”. Sebastian Seung, profesor de neurociencia y ciencias de la computación, comentó que “sin la inteligencia artificial, habría sido imposible reconstruir el diagrama de cableado manualmente”.
El proyecto recibió financiamiento parcial de los Institutos Nacionales de Salud. Ngai concluyó que, en muchos aspectos, el cerebro humano es comparable a cualquier computadora creada por el hombre, pero que aún no se comprende completamente la lógica subyacente. “Sin un entendimiento detallado de cómo se conectan las neuronas, no podremos tener una comprensión básica de lo que está bien o mal en la salud y la enfermedad”.