Científicos mapean por primera vez todas las neuronas del cerebro de una mosca de la fruta macho

Un equipo internacional de investigadores ha mapeado cada neurona en el sistema nervioso central de una mosca de la fruta macho adulta, produciendo el diagrama de cableado más completo jamás ensamblado para un animal complejo. El conectoma, publicado el jueves en la revista Cell, traza más de 166,000 neuronas que abarcan el cerebro, ambos lóbulos ópticos y el cordón nervioso ventral, e identifica más de 11,000 tipos celulares distintos.blog+1

El logro, liderado por el Janelia Research Campus del HHMI en colaboración con Google Alphabet Inc. ↗ 0.78% Research e instituciones de toda Europa, culmina casi dos décadas de trabajo y llega aproximadamente un año después de la publicación de un mapa cerebral completo de una mosca hembra que cubría unas 140,000 neuronas. Juntos, ambos conectomas permiten a los científicos comparar por primera vez la arquitectura neuronal de ambos sexos en un animal capaz de comportamientos sociales complejos.livescience

De la escepticismo al hito

Cuando el director ejecutivo fundador de Janelia, Gerry Rubin, propuso el proyecto en 2008, muchos neurocientíficos lo consideraron poco práctico. El único conectoma completado en ese momento pertenecía al gusano C. elegans, con solo 302 neuronas, una hazaña que por sí sola tomó más de una década. Mapear el cerebro de una mosca de la fruta con más de 100,000 neuronas, argumentaban los críticos, tomaría demasiado tiempo y costaría demasiado.phys

El equipo de Rubin pasó años desarrollando las herramientas para demostrar lo contrario. Investigadores dirigidos por el líder de grupo Harald Hess refinaron una técnica de imagen de alta resolución conocida como microscopía electrónica de barrido con haz de iones enfocado, mientras que colaboradores de Google Research construyeron métodos computacionales, incluyendo el rastreo neuronal impulsado por IA, para acelerar la interpretación de imágenes. Los correctores humanos aún desempeñaron un papel esencial, con el equivalente a 44 personas trabajando durante un año completo para refinar el mapa.english.elpais

Sexo, gusto y visión

Cuatro artículos complementarios publicados junto al estudio principal utilizan los nuevos datos para explorar la neurobiología de la mosca de la fruta. Uno identificó varios cientos de tipos celulares específicos de sexo, que representan el 4.8% de las neuronas en el cerebro masculino y el 2.4% en el femenino. Una red de aproximadamente 100 tipos de interneuronas específicas de los machos parece coordinar comportamientos como el "canto" de cortejo y la agresión física.english.elpais+1

Un segundo estudio, liderado por Carlos Ribeiro en la Fundación Champalimaud, rastreó todo el sistema gustativo de la mosca desde los receptores de sabor distribuidos por todo el cuerpo hasta las neuronas motoras que impulsan la alimentación. El mapa reveló cómo ciertas neuronas del gusto dentro de la garganta se conectan con las células productoras de insulina, ofreciendo una explicación a nivel de cableado de cómo las respuestas hormonales pueden comenzar antes de que se absorban los nutrientes.eurekalert

Un tercer artículo mostró que el procesamiento visual se extiende profundamente en el cerebro, involucrando a más de la mitad de los tipos de neuronas de la mosca.phys

¿Qué sigue?

Janelia ahora está aplicando las lecciones aprendidas de la mosca a cerebros de vertebrados, con proyectos en marcha para mapear los conectomas de larvas de pez cebra y Danionella adulta, un pez que permanece transparente durante toda su vida. "Este trabajo también proporciona una hoja de ruta técnica para proyectos de conectómica más ambiciosos en el futuro, como los de ratones y humanos", dijo Ribeiro.livescience+1