Investigadores del Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes, junto con Google Research y colaboradores internacionales, publicaron el mapa completo del cableado del cerebro y el sistema nervioso central de una mosca de la fruta macho adulta. El recurso contiene 166.391 neuronas y unos 125 millones de conexiones sinápticas. Según Google Research y el estudio publicado en Cell, es el mayor mapa cerebral completo hasta ahora si se mide por número de neuronas.
El mapa, denominado conectoma, registra la forma tridimensional de las neuronas y las sinapsis mediante las que se comunican. Incluye el cerebro central, los lóbulos ópticos y el cordón nervioso ventral, una estructura comparable a la médula espinal de los vertebrados. Esa cobertura permite seguir información del olfato, la visión y el oído a través del cerebro hasta los circuitos que controlan caminar, volar y otros movimientos.
Los científicos elaboraron el conjunto de datos a partir de imágenes de microscopía electrónica extremadamente detalladas obtenidas durante años. Algoritmos de Google Research unieron millones de imágenes bidimensionales y generaron reconstrucciones iniciales en tres dimensiones, mientras especialistas de Janelia revisaron y corrigieron los resultados. El equipo señaló que la combinación de inteligencia artificial y una extensa comprobación humana era esencial, pues las formas neuronales son complejas y la segmentación automática puede unir o dividir células de manera errónea.
El conectoma masculino ya puede compararse con mapas femeninos terminados anteriormente. Los investigadores informaron que el 4,8 % de las neuronas del cerebro masculino y el 2,4 % del femenino pertenecían a tipos celulares específicos de cada sexo, mientras otra proporción de neuronas masculinas formaba conexiones distintas. Las diferencias se concentraban en circuitos superiores de procesamiento y ofrecen vías comprobables para estudiar cortejo, agresividad y otras conductas ligadas al sexo, sin indicar que ambos sistemas nerviosos sean ampliamente diferentes.
Las moscas de la fruta son organismos modelo fundamentales en genética y neurociencia por sus ciclos de vida cortos, conductas reproducibles y mecanismos biológicos compartidos por los animales. Los científicos todavía no pueden cartografiar con resolución comparable las 86.000 millones de neuronas del cerebro humano. Los sistemas pequeños ofrecen así una forma práctica de probar cómo el cableado produce percepción, decisiones y acción, y el conjunto público permitirá localizar circuitos antes de efectuar experimentos dirigidos.
Los autores pusieron las imágenes, reconstrucciones, anotaciones y datos de conectividad a disposición pública mediante herramientas de visualización y descarga. El mapa es una referencia estructural, no un registro de pensamientos ni una explicación completa de la conducta, y sus predicciones requieren pruebas en moscas vivas. Su valor inmediato estará en comparar individuos y sexos, asociar circuitos concretos con comportamientos y mejorar métodos que algún día podrían ampliarse a sistemas nerviosos animales mayores.
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