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Un equipo científico internacional ha creado el primer mapa del cerebro de un insecto adulto, lo que ofrece un avance potencial para nuestra comprensión de cómo funciona el órgano y por qué se ve dañado por enfermedades neurológicas.
El proyecto trazó los 149 metros completos de cableado biológico que forman el cerebro del tamaño de una semilla de amapola de una mosca de la fruta y gobiernan la vida del organismo. Promete impulsar el conocimiento sobre el cerebro humano, ya que los órganos de las dos especies comparten muchas características comunes, incluidos genes relacionados con afecciones neurológicas que afectan a miles de millones de personas en todo el mundo.
“ohUna de las principales cuestiones que estamos abordando es cómo el cableado del cerebro, sus neuronas y sus conexiones pueden dar lugar al comportamiento animal”, afirmó 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 nosotros”.
la empresa, publicado en Nature el miércolestenía paralelos 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 tenía como objetivo trazar un “conectoma”, un conjunto de posibles vías para que la información fluya entre las células neuronales que forman el cerebro y las sinapsis que las unen. Los investigadores cortaron el cerebro del Drosofila Dividió la mosca de la fruta en más de 7.000 secciones, las analizó utilizando potentes microscopios y representó los resultados en una imagen 3D.
Luego se anotaron el diagrama sin procesar para identificar miles de tipos de células características diferentes, en lo que un científico describió como agregar características como nombres de calles y horarios de apertura de negocios a un mapa de Google. El proyecto utilizó crowdsourcing para reunir a “científicos ciudadanos” para aliviar la carga de revisión que a una persona le habría llevado aproximadamente 33 años completar.
El resultado Drosofila El conectoma de unas 140.000 neuronas y 50 millones de conexiones sinápticas está disponible para los investigadores. gratis en línea. Los científicos ya han comenzado a observar cómo las partes de la estructura del cerebro podrían relacionarse con funciones como caminar, saborear y ver.
“Si realmente podemos entender cómo funciona cualquier cerebro, seguramente 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 se han producido avances revolucionarios en la comprensión del cerebro de la mosca”.
El conectoma ofrece una “verdad fundamental” que podría ayudar a impulsar la investigación de enfermedades neurológicas, afirmó John Ngai, coautor y director de la iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos.
Más del 40 por ciento de la población mundial sufrió problemas del sistema nervioso como accidentes cerebrovasculares, demencia y migraña en 2021, según una investigación publicada en marzo.
“Tener este mapa en la mano es necesario, pero no suficiente”, afirmó Ngai. “Realmente nos permitirá hacer mejores preguntas y preguntas más precisas”.
Un proyecto independiente ha comenzado a mapear el cerebro de un ratón, que se estima 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 80 mil millones de neuronas y 100 billones de conexiones.
La analogía del genoma sugiere cómo el trabajo futuro sobre las estructuras cerebrales podría superar las limitaciones de FlyWire, como su falta de datos sobre las formas no sinápticas en que se comunican las neuronas, dijo Anita Devineni, profesora asistente 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 había “impulsado avances tecnológicos y conceptuales que facilitarán la reconstrucción e interpretación de futuros conectomas en Drosofila y otras especies”.
Ilustración de Ian Bott