¿Hasta qué punto es complejo el sistema nervioso de una mosca? Un equipo de científicos de Google Research y el campus de investigación Janelia del HHMI ha logrado reconstruir por completo el sistema nervioso central de un ejemplar macho, neurona por neurona y conexión por conexión. El resultado es el conectoma cerebral más detallado elaborado hasta la fecha, un mapa compuesto por 166.691 células y 125 millones de sinapsis. Gracias a este avance, es posible trazar el recorrido preciso que realiza una señal desde que los sentidos detectan un estímulo hasta que las neuronas motoras ejecutan una orden tan básica como el movimiento.
Para iniciar este proceso, el equipo cortó el cerebro y el cordón nervioso ventral de la mosca en láminas ultrafinas que se fotografiaron mediante microscopía electrónica. Un sistema de inteligencia artificial procesó las millones de imágenes bidimensionales para reconstruirlas en un modelo tridimensional e identificar los fragmentos correspondientes a cada neurona, un trabajo que posteriormente fue revisado y perfeccionado de forma manual por especialistas.
Análisis neuronal y diferencias de comportamiento entre sexos
El mapa abarca 11.691 tipos de neuronas, incluyendo el cordón nervioso ventral (equivalente a la médula espinal humana). Esta cartografía permite estudiar la cadena de procesamiento de la mosca ante estímulos cotidianos como la visión, rastreando desde las células fotorreceptoras iniciales hasta las neuronas que determinan una acción, ya sea un cambio de rumbo, un desplazamiento o el seguimiento de un objetivo.
Al disponer del sistema nervioso completo del macho, los investigadores han podido compararlo con el de una hembra. Aunque la mayoría de las redes neuronales son idénticas en ambos sexos, existen circuitos especializados que varían para dar respuesta a comportamientos sociales, dinámicas de agresividad o ritos de cortejo. Un ejemplo es la región denominada love spot, un circuito visual específico del macho que se activa de forma exclusiva al detectar a una pareja potencial.
Los investigadores ya utilizan este modelo para profundizar en el estudio del gusto, la visión ampliada y la conducta social. Este hito sienta las bases metodológicas para abordar en el futuro organismos de mayor complejidad, como peces o ratones. Aunque la reconstrucción del cerebro humano queda aún lejana, sin olvidar que nuestra especie cuenta con unos 86.000 millones de neuronas, el estudio de estos pequeños invertebrados ofrece claves fundamentales sobre el funcionamiento del procesamiento nervioso en el reino animal. La combinación de microscopía de alta resolución con algoritmos de IA para la segmentación tridimensional demuestra cómo la tecnología computacional permite acelerar la cartografía biológica, transformando la neurociencia en una disciplina basada en el análisis masivo de datos. Esto nos recuerda que la IA puede contribuir a acelerar procesos que de otras formas llevarían meses o años.