Por primera vez, científicos revelan el mapa completo del cerebro de una mosca | Fotos y video

La investigación que ha requerido 12 años de trabajo por parte de un equipo conformado por especialistas del Reino Unido, EEUU y Alemania no es comparable con el estudio del cerebro humano debido a que el tamaño y la complejidad son mayores. Sin embargo, el mapeo de los diferentes tipos de neuronas y sus diversas vías, y, la observación de los movimientos de las señales de neurona a neurona, aporta al entendimiento del comportamiento y el aprendizaje en todas las especies.

"Si queremos entender quiénes somos y cómo pensamos, parte de eso es comprender el mecanismo del pensamiento (…) y la clave para eso es saber cómo se conectan las neuronas entre sí", manifestó Joshua T. Vogelstein, ingeniero biomédico de la Universidad Johns Hopkins.

Los investigadores denominaron a este mapa multifuncional, conectoma, cuyo desarrollo fue sobre la base de la digitalización de miles de cortes del cerebro de la larva por medio de un microscopio de alta resolución. Las múltiples imágenes se unieron y se complementaron con los datos ya recopilados, marcando de manera precisa las conexiones neuronales.

Los hemisferios del cerebro tienen funciones únicas e importantes, pero aún la ciencia no comprende del todo bien cómo se integra y utiliza la información de cada lado para facultar a los seres vivos de comportamiento y cognición.

El conectoma del cerebro larval de Drosophila melanogaster o comúnmente llamada 'mosca de la fruta'

"La forma en que está estructurado el circuito cerebral influye en los cálculos que puede hacer el cerebro", argumenta la neurocientífica Marta Zlatic de la Universidad de Cambridge.

La tecnología actual aún no está lo suficientemente avanzada como para completar un conectoma para animales más grandes como los seres humanos.

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No obstante, "todos los cerebros son similares, todos son redes de neuronas interconectadas, y todos los cerebros de todas las especies tienen que realizar muchos comportamientos complejos. Todos necesitan procesar información sensorial, aprender, seleccionar acciones, navegar en sus entornos, elegir comida, reconocer a sus congéneres, escapar de los depredadores, etc.", explicó Zlatic.

La mosca en estudio tiene un tipo de cerebro en términos biológicos similar al de las personas, complejo, pero compacto, que lo hacen fácil de estudiar. En particular, se determinó que las estructuras de conexión más repetitivas ocurre en las neuronas entrantes y salientes, ubicadas en la parte que nos permite aprender y recordar. Incluso algunas características se asimilan a las de algunas redes informáticas que se usan para el aprendizaje automático.

Diagrama que representa la conectividad, donde las neuronas se representan como puntos y las neuronas con una conectividad más similar se trazan más juntas. Las líneas representan las conexiones entre las neuronas. El borde de la figura muestra ejemplos de morfologías neuronales.

"Lo que aprendimos sobre el código de las moscas de la fruta tendrá implicaciones para el código de los humanos. (…) Eso es lo que queremos entender cómo escribir un programa que conduzca a una red cerebral humana", sostuvo Vogelstein.

El primer intento de mapeo cerebral fue hace 14 años en un Caenorhabditis elegans. Sin embargo, para ello se comenzó a preparar desde la década de 1970. Produjo un mapa incompleto del cerebro del gusano redondo y finalmente les valió a los científicos un Premio Nobel. "Han pasado 50 años y este es el primer conectoma cerebral. Es una bandera en la arena que nosotros podamos hacer esto", agregó Vogelstein.

La investigación ha sido publicada en la revista Science.