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Crean el primer mapa completo del cerebro de un animal complejo

La ciencia ha conseguido crear el primer mapa completo del cerebro de un animal complejo. En un artículo publicado a ‘Science’, un equipo de investigadores liderados por la Universidad de Cambridge (Inglaterra) ha presentado un diagrama completo de las conexiones cerebrales de una mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), con más de 3.000 neuronas y 548.000 sinapsis, un cerebro minúsculo pero todo un adelanto para la investigación.

Este adelanto es muy importante para comprender como el cerebro procesa el flujo de información sensorial y lo convierte en acciones. Ahora que la ciencia tiene un cerebro de referencia, se puede comparar con cómo funciona la conectividad en cerebros que tienen Alzheimer, Parkinson o cualquier otra enfermedad degenerativa, según los investigadores.

Drosophila melanogaster, también conocida como mosca del vinagre o de la fruta

Un salto adelante en la investigación

Si bien hasta ahora solo se habían hecho el diagramas cerebrales, o connectomes, de algunas especies de gusanos y larvas, la mosca de la fruta supone un salto adelante porque los científicos ya habían secuenciado el genoma y, además, presentan comportamientos complejos como por ejemplo el aprendizaje, la navegación, el procesamiento de olores e incluso la evaluación de los riesgos y los beneficios de sus acciones.

Para conseguir este hito, los investigadores han pasado un año y medio capturando imágenes del cerebro de una larva de mosca con un microscopio electrónico y, usando un programa informático, han identificado las neuronas y las sinapsis y las han sometido a un seguimiento constante que ha durado meses. Entre las revelaciones más importantes, hay que un 93% de ellas estaban aparejadas con una neurona del hemisferio cerebral opuesto y que, de las que no lo estaban, la mayoría estaban en los centros del aprendizaje y la memoria.

Las conexiones entre las neuronas de una larva de mosca son las más complejas que se han mapejat en detalle hasta ahora | Benjamin Pedigo
Las conexiones entre las neuronas de una larva de mosca son las más complejas que se han mapejat en detalle hasta ahora | Benjamin Pedigo

Ampliando el conocimiento sobre el cerebro

Además de esto, los científicos han seguido las conexiones de las neuronas y, entre las 548.000, las han dividido en cuatro tipos. Esto los ha permitido ver un nuevo tipo de estructura y algunos atajos en las redes cerebrales que, segundos ellos, aumentan la capacidad computacional del cerebro y compensan el número limitado de neuronas que tienen estas moscas. De hecho, algunos de los ‘bucles recurrentes’ de sus cerebros se asemejan a los que se usan en la investigación en inteligencia artificial, mostrando como la investigación informática y la evolución biológica pueden llegar a converger.

En cualquier caso, si este mapa contiene datos de un solo animal, también es cierto que los adelantos tecnológicos permitirán el mismo hacer el mismo con más moscas y también con otras especies, usando el aprendizaje automático por acelerar el proceso. Además, en este caso el connectoma se ha hecho a partir de una larva de Drosophila y, en el futuro, se quiere hacer el mismo con moscas adultas, que tienen un cerebro más complejo y con más neuronas.

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