Lo que parece un bicho con cabeza de alfiler a la derecha es en realidad una versión larval de la mosca de la fruta a la izquierda. Ambos tienen cerebros notablemente complejos, dicen los científicos, con diferentes regiones dedicadas a la toma de decisiones, el aprendizaje y la navegación.
Imágenes de Ed Reschke/Getty
ocultar título
alternar título
Imágenes de Ed Reschke/Getty
Lo que parece un bicho con cabeza de alfiler a la derecha es en realidad una versión larval de la mosca de la fruta a la izquierda. Ambos tienen cerebros notablemente complejos, dicen los científicos, con diferentes regiones dedicadas a la toma de decisiones, el aprendizaje y la navegación.
Imágenes de Ed Reschke/Getty
Los científicos han creado el primer diagrama de cableado detallado del cerebro de un insecto.
El cerebro, de una larva de mosca de la fruta, contenía 3016 neuronas conectadas por 548,000 sinapsis, el equipo reportado jueves en el diario Ciencia.
Los diagramas de cableado anteriores, conocidos como conectomas, se limitaban a gusanos y renacuajos con solo unos pocos cientos de neuronas y unos pocos miles de conexiones sinápticas.
El conectoma de la larva de la mosca de la fruta es un avance importante porque está «en muchos aspectos más cerca de un cerebro humano que de los otros», dice Josué Vogelsteinautor del estudio y profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad Johns Hopkins.
Por ejemplo, «hay regiones que corresponden a la toma de decisiones, hay regiones que corresponden al aprendizaje, hay regiones que corresponden a la navegación», dice Vogelstein.
Pero los desafíos a los que se enfrentaron los científicos para producir el conectoma de la larva de la mosca de la fruta muestran cuánto les queda por recorrer para mapear un cerebro humano, que contiene más de 80 mil millones de neuronas y cientos de billones de sinapsis.
«El cerebro es el objeto físico que nos hace quienes somos»
Los investigadores se han centrado en los conectomas porque un cerebro es mucho más que un conjunto de neuronas.
“El cerebro es el objeto físico que nos hace ser quienes somos, dice Vogelstein. Y para entender completamente ese objeto, dice, necesitas saber cómo está conectado.
Aún faltan muchos años para mapear el conectoma humano completo. Mientras tanto, los investigadores esperan que este nuevo mapa de cableado de la mosca de la fruta pueda ofrecer pistas sobre cómo todos los cerebros aprenden, por ejemplo, recuerdan y controlan el comportamiento de un animal.
El cerebro de una larva de mosca de la fruta, como el cerebro humano, tiene un lado derecho y otro izquierdo. Pero cuando los investigadores mapearon las conexiones en el cerebro de los insectos, «una sorpresa [was] cuán similares son los lados derecho e izquierdo», dice Vogelstein.
En los humanos, los lados derecho e izquierdo del cerebro pueden tener un cableado muy diferente. Los circuitos involucrados en el habla tienden a estar a la izquierda, por ejemplo, mientras que los circuitos que reconocen rostros tienden a estar a la derecha.
Una «primera referencia histórica»
El nuevo mapa ayudará a los científicos a estudiar las formas en que el aprendizaje cambia el cerebro, cómo el cableado cerebral difiere según el sexo y cómo cambia el cableado durante el desarrollo de un animal.
«Esta es la primera referencia histórica que podemos usar para comparar todo lo demás», dice Vogelstein.
Este mapa completo de conexiones neuronales llevó a un gran equipo más de una década a terminar e involucró una ciencia minuciosa.
El equipo comenzó cortando un solo cerebro diminuto del tamaño de un grano de sal en miles de secciones muy delgadas.
«No lo estropeas en absoluto porque si cometes un error básicamente tienes que tirar todo el cerebro y empezar de nuevo», dice Vogelstein.
El equipo usó un microscopio electrónico para capturar una imagen de cada corte. Rastrear las conexiones de una neurona a otra requería computadoras poderosas y herramientas computacionales especializadas.
Esas herramientas son suficientes para rastrear millones de conexiones, explica Vogelstein, pero no los billones de conexiones que se encuentran en un cerebro humano.
Entonces, los investigadores del Instituto Allen en Seattle están trabajando en un próximo objetivo más fácil: mapear el conectoma de un ratón. E incluso eso es un gran desafío, dice Nuno Maçarico da Costainvestigador asociado del Instituto Allen en Seattle que no participó en el estudio sobre las larvas de mosca de la fruta.
«Comenzamos tratando de mapear la conectividad de un cubo milimétrico de corteza de ratón, que es una especie de grano de arena pero tiene mil millones de conexiones: 100 000 neuronas y 4 kilómetros de cable», dice da Costa.
Tomó 12 días solo para cortar ese cubo diminuto, que representa aproximadamente solo una quinienta parte de un cerebro de ratón completo, dice.
A pesar de la dificultad, el mapeo de cerebros más complejos vale la pena, dice da Costa, porque eventualmente podría ayudar a los científicos a comprender cómo un cerebro humano puede verse afectado por trastornos como la esquizofrenia.
«Si su radio se rompe», dice da Costa, «si alguien tiene un diagrama de cableado de su radio, estará en una mejor posición para arreglarlo».
Un conectoma humano también ayudará a los científicos a responder algunas preguntas básicas, como cómo aprendemos y por qué nos comportamos de la forma en que lo hacemos, dice.
«Cada idea, cada recuerdo, cada movimiento, cada decisión que tomaste proviene de la actividad de las neuronas en tu cerebro», dice da Costa. «Y esta actividad es una expresión de esta estructura».
Relacionado:
ASTRO ofrece orientación sobre RT para glioma difuso mutante grado 2, 3 IDH
