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el cerebro de
la larva de la mosca de la fruta, que contiene solo 3,016 neuronas, y el de un
gusano nematodo con 302 neuronas. Las comparaciones entre estos cerebros más
simples y el de la mosca adulta revelaron similitudes notables en la
organización de las redes neuronales, lo que sugiere que ciertos patrones de
conectividad pueden ser universales entre las especies.
Un paso hacia la comprensión del cerebro humano
Aunque el cerebro de una mosca de la fruta parece estar a años luz del cerebro
humano en términos de complejidad, los científicos consideran que este tipo de
investigaciones sienta las bases para entender los mecanismos fundamentales que
rigen el cerebro en general. En palabras de Sebastian Seung, profesor de la
Universidad de Princeton y coautor del estudio, el mapeo del cerebro de la mosca
es un "hito" en el camino hacia la reconstrucción de un diagrama completo de las
redes neuronales del cerebro de un ratón, un organismo cuyo cerebro es más
similar al humano.
Este tipo de conectomas no solo ofrece información sobre cómo se organiza el
cerebro, sino que también podría proporcionar pistas sobre cómo surgen
trastornos neurológicos. Los investigadores descubrieron que alrededor del 0.5%
de las neuronas del cerebro de la mosca presentaban variaciones en su
desarrollo, lo que sugiere que estos cambios podrían interferir en la
comunicación neuronal. Este fenómeno plantea interrogantes sobre si estas
variaciones podrían estar relacionadas con la individualidad o con ciertas
enfermedades neurodegenerativas en especies más complejas.
Próximos pasos
Philipp Schlegel, del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de
Investigación Médica (MRC), compara este trabajo con la creación de un Google
Maps para el cerebro. Según Schlegel, el proceso de categorizar las neuronas y
sus conexiones es similar a la labor de agregar nombres de calles, horarios y
otra información contextual a los mapas de las ciudades. Esta analogía resalta
la importancia de contar con información no solo sobre la ubicación de las
neuronas, sino también sobre su función y conectividad.
En el futuro, los científicos planean continuar su trabajo mapeando el cerebro
de una mosca macho, ya que existen diferencias significativas en la estructura
neuronal entre los cerebros de machos y hembras. Este próximo paso permitirá a
los investigadores comprender mejor las variaciones en la conectividad neuronal
y cómo estas diferencias influyen en el comportamiento. |
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Un equipo internacional de científicos ha logrado un avance
revolucionario en la neurociencia al crear el primer mapa completo
del cerebro de una mosca de la fruta adulta. Este logro, impulsado
por el Consorcio FlyWire, representa un paso crucial hacia la
comprensión de cómo funcionan los circuitos neuronales en diferentes
especies, incluida la humana. Publicado en la revista Nature, el
estudio detalla los procesos involucrados en la creación de este
"atlas" del cerebro de un insecto capaz de realizar tareas
complejas, como caminar, volar y procesar información visual.
Un mapa detallado de la conectividad neuronal
El cerebro de la mosca de la fruta, cuyo tamaño es inferior a un
milímetro de ancho, fue cuidadosamente seccionado en 7,000 obleas
ultrafinas de 40 nanómetros de espesor. Estas muestras se sometieron
a un análisis exhaustivo mediante microscopía electrónica de alta
resolución. Posteriormente, un sistema de inteligencia artificial
(IA) procesó los datos obtenidos, lo que permitió a los científicos
identificar cerca de 140,000 neuronas y 50 millones de conexiones
sinápticas.
Equipos de más de 76 laboratorios y 287 investigadores alrededor del
mundo dedicaron aproximadamente 33 años a esta
tarea monumental. Según los autores del estudio, este mapa es el
primero de un animal con la capacidad de caminar y ver, y sienta las
bases para futuros análisis de cerebros más grandes y complejos,
como el de los ratones o incluso los humanos.
La relevancia de este conectoma
Uno de los aspectos más destacados del mapa cerebral es que se trata
del primer "conectoma" que predice la función de todas las
conexiones neuronales del cerebro de una mosca. Un conectoma es
esencialmente un diagrama que describe cómo se conectan las neuronas
entre sí, y en este caso, el nivel de detalle es tal que los
investigadores pueden prever cómo actúan las sinapsis dentro del
cerebro de la mosca.
Las sinapsis son los
puntos de contacto entre las neuronas donde se transmiten señales
eléctricas. Existen dos tipos principales de sinapsis: las
excitatorias, que
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fomentan la
transmisión de señales, y las inhibitorias, que la limitan. Este nuevo conectoma
no solo ha permitido identificar las conexiones, sino también predecir qué tipo
de sinapsis están presentes, lo que resulta esencial para entender cómo fluye la
información a través de los circuitos cerebrales.
Implicaciones para el estudio de otros cerebros
El profesor Davi Bock, de la Universidad de Vermont, destaca la importancia de
este trabajo para la neurociencia. Según Bock, la precisión del mapa sináptico
permitirá a los investigadores comprender mejor los tipos de células y las
estructuras de los circuitos neuronales a una escala global dentro del cerebro.
Este enfoque es prometedor para
futuros estudios que busquen
replicar este tipo de análisis en cerebros de otras especies, allanando el
camino para desentrañar los misterios del cerebro humano.
El estudio del cerebro de la mosca de la fruta no es nuevo, pero este es el
primer esfuerzo que cubre un organismo adulto capaz de realizar funciones
cognitivas más complejas. Anteriormente, se había mapeado
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