Científicos completan el primer mapa del cerebro de un insecto

Los investigadores han construido el primer mapa del cerebro de un insecto, según un nuevo estudio.

El mapa muestra todas y cada una de las neuronas (células mensajeras) del cerebro de una cría de mosca de la fruta y cómo están conectadas entre sí.

Los científicos afirman que este logro histórico de la neurociencia acerca a los expertos a una verdadera comprensión del mecanismo del pensamiento.

El mapa de las 3.016 neuronas que componen el cerebro de la larva y el circuito detallado de las vías neuronales dentro de él se conoce como conectoma.

Según los investigadores, se trata del mayor conectoma cerebral completo descrito hasta la fecha.

La profesora Marta Zlatic y el profesor Albert Cardona, del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica con sede en la Universidad de Cambridge, junto con colegas de la Universidad de Cambridge y la Universidad Johns Hopkins y otros, dirigieron la investigación.

El sistema nervioso de un organismo, incluido el cerebro, está formado por neuronas conectadas entre sí mediante sinapsis.

En forma de sustancias químicas, la información pasa de una neurona a otra a través de estos puntos de contacto.

Según el profesor Zlatic: “La forma en que está estructurado el circuito cerebral influye en los cálculos que puede hacer el cerebro.

“Pero, hasta este momento, no hemos visto la estructura de ningún cerebro, salvo el del ascáride C. elegans, el renacuajo de un cordado bajo y la larva de un anélido marino, todos los cuales tienen varios cientos de neuronas.

“Esto significa que la neurociencia ha estado operando mayoritariamente sin mapas de circuitos.

“Sin conocer la estructura de un cerebro, estamos adivinando la forma en que se implementan los cálculos.

“Pero ahora, podemos empezar a obtener una comprensión mecanicista de cómo funciona el cerebro”.

Jo Latimer, jefe de neurociencias y salud mental del Consejo de Investigación Médica, dijo: “Se trata de un trabajo apasionante y significativo realizado por colegas del Laboratorio de Biología Molecular del MRC y otros.

“No sólo han cartografiado todas y cada una de las neuronas del cerebro del insecto, sino que también han averiguado cómo está conectada cada neurona.

“Se trata de un gran paso adelante para abordar cuestiones clave sobre el funcionamiento del cerebro, en particular cómo se mueven las señales a través de las neuronas y las sinapsis que conducen al comportamiento, y esta comprensión detallada puede conducir a intervenciones terapéuticas en el futuro.”

La tecnología actual no es lo suficientemente avanzada como para cartografiar el conectoma de animales superiores, como los grandes mamíferos.

Pero el profesor Zlatic añadió: “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 por su entorno, elegir comida, reconocer a sus congéneres, escapar de depredadores, etc.”.

“Del mismo modo que los genes se conservan en todo el reino animal, creo que los motivos básicos de los circuitos que implementan estos comportamientos fundamentales también se conservarán”.

Para construir una imagen del conectoma de la larva de la mosca de la fruta, los investigadores escanearon miles de cortes del cerebro de la larva.

Reconstruyeron las imágenes resultantes en un mapa del cerebro de la mosca y anotaron minuciosamente las conexiones entre neuronas.

Además de cartografiar las 3.016 neuronas, cartografiaron la increíble cifra de 548.000 sinapsis.

Los investigadores tardaron 12 años en completar el trabajo, y sólo la obtención de imágenes les llevó aproximadamente un día por neurona.

Los resultados se publican en el Science revista.