El cerebro de la mosca de la fruta tiene aproximadamente el tamaño de una semilla de amapola, y aun así ese diminuto paquete alberga más de 100,000 neuronas. Un nuevo mapa registra cada neurona del cerebro de la mosca macho, así como la equivalente de la médula espinal de este insecto, totalizando más de 166,000 neuronas.
Este nuevo mapa se suma a un mapa del cerebro de una mosca hembra que se dio a conocer en 2024 y que abarca alrededor de 140,000 neuronas. Estos dos diagramas de conexiones, también llamados conectomas, pueden compararse ahora para ver si existen diferencias entre los cerebros de los dos sexos que ayuden a explicar diferencias de comportamiento que se manifiestan durante el apareamiento o en acciones agresivas, incluyendo movimientos de lucha específicos por sexo.
«Es la primera vez que podemos comparar a ambos sexos de un animal con un comportamiento social complejo», dijo el coautor del estudio Gerry Rubin, jefe de biología y líder de grupo senior del Janelia Research Campus del Howard Hughes Medical Institute, en un comunicado. «Las moscas machos y hembras tienen muchas diferencias en su comportamiento, y los neurocientíficos quieren entender cómo el cerebro controla esos comportamientos. Esto ahora nos permite enfocarnos fácilmente en las neuronas que causan esas diferencias.»
Inicialmente divulgado como preprint, el nuevo mapa del cerebro de la mosca se publicó en la revista Cell y Current Biology el jueves 3 de septiembre. El estudio que describe el mapa se publicó junto a otros tres artículos, cada uno de los cuales utiliza los nuevos datos para explorar un aspecto específico de la neurobiología de la mosca.
«El sistema nervioso de la mosca realiza cálculos notablemente sofisticados con relativamente pocas neuronas y poco consumo de energía, y su arquitectura podría sugerir principios para diseñar sistemas artificiales más eficientes», dijo Carlos Ribeiro, **investigador principal** de la Fundación Champalimaud en Lisboa, Portugal, cuyo equipo contribuyó al mapa cerebral y lideró uno de los estudios relacionados.
«Este trabajo también ofrece una ruta técnica para proyectos de conectómica más ambiciosos en el futuro, como los dirigidos a ratones y humanos», afirmó Ribeiro en un comunicado de la Fundación Champalimaud.
En el corto plazo, los científicos planean mapear los cerebros de peces cebra en etapa larvaria (Danio rerio) y de peces danioninos adultos (Danionella). A largo plazo, el objetivo de esta investigación es entender cómo los cerebros de los vertebrados permiten conductas complejas, y luego usar ese conocimiento para ayudar a desentrañar la base de trastornos neurológicos y psiquiátricos en los humanos.
El estudio dirigido por Ribeiro y otros científicos de la Fundación Champalimaud tenían como objetivo mapear los circuitos en el cerebro de la mosca dedicados al sentido del gusto del insecto. Las moscas de la fruta cuentan con receptores del gusto en muchas partes de su cuerpo, entre ellas sus patas, alas, piezas bucales y la parte interior de la garganta. Los investigadores identificaron estos receptores gustativos y trazaron sus conexiones de vuelta al cerebro de la mosca. A partir de ahí, examinaron cómo esos circuitos interactuaban con aquellos que rigen comportamientos como deglución o caminar. En lo que respecta a los comportamientos alimentarios, este circuito ayuda a la mosca a determinar si un bocado es seguro o peligroso y, en última instancia, a decidir si comerlo, concluyeron los investigadores.
«Este diagrama del procesamiento del gusto es una ‘herramienta para generar hipótesis’, dijo Inês de Haan Vicente, técnico de investigación en el laboratorio de Ribeiro, en el comunicado de Champalimaud. «Supón que te interesa cómo el gusto controla la locomoción. Ahora puedes acudir al mapa y preguntar: ¿qué neuronas sensoriales están conectadas a las neuronas que controlan la locomoción? ¿Qué neuronas intermedias debería manipular? Te da un punto de partida».
Los otros dos artículos publicados junto al mapa exploran, respectivamente, los circuitos detrás del procesamiento de la visión en el cerebro de la mosca y las diferencias específicas por sexo en los cerebros de moscas macho y hembra. El primero demostró que el procesamiento visual se extiende profundamente en el cerebro, involucrando a más de la mitad de los aproximadamente 11,000 tipos de neuronas identificadas en el mapa. El segundo estudio encontró una red de células específica del cerebro masculino y que parece coordinar conductas propias de los machos, como ciertos aspectos del cortejo y la agresión física. (Por ejemplo, las moscas hembra tienden a embestir con la cabeza mientras que los machos se lanzan contra sus objetivos.)
Aunque existían algunas redes específicas para cada sexo, los circuitos de la sensación y el movimiento se comparten en gran medida entre machos y hembras; el estudio halló eso. En ocasiones, interruptores específicos dentro de esos circuitos redirigen las señales a destinos distintos en el cerebro masculino y femenino; las consecuencias de esa redirección serán el foco de futuras investigaciones.
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