Los investigadores mapearon cada conexión neuronal en una mosca de la fruta y encontraron una sorpresa
El equipo ha completado el primer mapa completo de conexiones cerebro-cuerpo de una mosca de la fruta, revelando que el comportamiento puede estar impulsado más por el trabajo en equipo neuronal local que por un centro de mando cerebral central. - Un innovador conectoma mapea cada conexión neuronal en el sistema nervio…
El logro le brinda al equipo una nueva forma de examinar cómo el cerebro y el cuerpo trabajan juntos para producir acciones complejas, como caminar y volar. "Por primera vez podemos ver todas las neuronas y sus conexiones como una unidad completa y preguntarnos: '¿Qué aprendemos de eso?'", dijo a los periodistas la coautora principal del artículo, Rachel Wilson, del Instituto Joseph B.
Primer mapa completo del cableado cerebral y corporal de la mosca de la fruta. El nuevo mapa de conexiones neuronales, conocido como conectoma, amplía un conectoma cerebral de la mosca de la fruta publicado anteriormente al añadir el equivalente en la médula espinal de la mosca, llamado cordón nervioso. "Es realmente importante tener un conectoma del sistema nervioso central lo más completo posible para que podamos vincular el cerebro y el cuerpo y comenzar a pensar en el comportamiento de forma holística", explicó el coautor principal del artículo, Wei-Chung Allen Lee, profesor asociado de neurobiología en HMS y profesor de neurología de HMS en el Boston Children's Hospital.
Al estudiar el conectoma, el equipo descubrió que muchos comportamientos de la mosca de la fruta parecen estar dirigidos por circuitos neuronales locales en las partes del cuerpo correspondientes, en lugar de por un área de control central en el cerebro. Una de las principales incógnitas de la neurociencia es cómo se conectan y coordinan las neuronas del cerebro y el cuerpo para generar comportamiento. En 2024, el Consorcio FlyWire, liderado por Mala Murthy y Sebastian Seung de Princeton, quienes también son coautores de la nueva investigación, publicó un conectoma completo del cerebro de una mosca de la fruta.
Al mismo tiempo, Lee y sus colegas estaban construyendo un conectoma del cordón nervioso de la mosca de la fruta, que controla las patas, las alas y otros apéndices, además de procesar información sensorial. "Los conectomas del cerebro y del cordón nervioso son útiles por sí solos, pero hasta que no se logre conectar ambos, es difícil comprender cómo se mueve la información entre el cerebro y el cuerpo", dijo la coautora principal Helen Yang, investigadora en neurobiología en el Laboratorio Wilson.
El coautor principal Alexander Bates, además de investigador asociado en neurobiología en el Laboratorio Wilson, señaló que el cerebro alberga la mayoría de las neuronas, pero la médula espinal contiene neuronas que son "algunas de las más útiles" ya que están vinculadas a la sensación, el movimiento y funciones que a menudo son más fáciles de interpretar. El equipo de FlyWire estaba ansioso por centrarse en el conjunto de datos del cerebro y la médula espinal (BANC, por sus siglas en inglés), obtenido en el Laboratorio Lee, según declaró a los periodistas el coautor principal Murthy, profesor Karol y Marnie Marcin '96 de Neurociencia en Princeton y director del Instituto de Neurociencia de Princeton (PNI).
«El nuevo conectoma representa un gran avance para el campo, ya que permite comprender cómo los circuitos cerebrales reciben retroalimentación del cuerpo y controlan sus acciones», afirmó. El conectoma finalizado muestra cómo cada neurona se conecta con otras neuronas en el cerebro y la médula espinal a nivel de sinapsis individuales.
El mapa no abarca todo el cuerpo de la mosca, pero el equipo utilizó neuronas identificables y literatura científica previa para vincular las neuronas del sistema nervioso central con las de numerosos apéndices y órganos sensoriales, "representando" así el conectoma. Lee afirmó que el equipo puede utilizar el conectoma para formular nuevas hipótesis para experimentos de laboratorio.
El equipo ya ha utilizado el conectoma para estudiar el control motor en papel, especialmente cómo una mosca mueve sus patas y otras partes del cuerpo. El mismo patrón apareció en los circuitos conectados a las alas, la boca y otras partes del cuerpo de la mosca.
Los científicos también descubrieron que los circuitos motores se conectan con otros tipos de circuitos, incluidos los de los sistemas visual y endocrino, que proporcionan información adicional que ayuda a moldear el comportamiento. Los autores reconocen además que el trabajo se benefició del clúster de computación de alto rendimiento O2, con el apoyo del Grupo de Computación para la Investigación de la Facultad de Medicina de Harvard (HMS).
