Redacción Ciencia, 11 mar (EFE).- Los cerebros son redes de neuronas interconectadas y todos los cerebros de todas las especies tienen que realizar comportamientos complejos, como navegar por su entorno, elegir comida o escapar de depredadores. Ahora, un equipo científico ha conseguido completar el primer mapa cerebral de un insecto.
Esta representación del cableado neuronal del cerebro de una larva de mosca del vinagre es, según sus responsables, un logro histórico para la neurociencia. El descubrimiento acerca a los científicos a la verdadera comprensión del mecanismo del pensamiento, abre la puerta a futuras investigaciones sobre el cerebro e inspirará nuevas arquitecturas de aprendizaje automático.
Se trata del mayor conectoma cerebral completo descrito hasta la fecha. Los detalles se publicaron en la revista Science.
Larga investigación
Detrás de esta laboriosa investigación, que duró 12 años, está un equipo de las universidades Johns Hopkins y de Cambridge.
Si queremos entender quiénes somos y cómo pensamos, parte de ello consiste en comprender el mecanismo del pensamiento, afirmó Joshua T. Vogelstein, de la Johns Hopkins.
El primer intento de cartografiar un cerebro (un estudio de 14 años sobre el gusano redondo iniciado en la década de 1970) dio como resultado un mapa parcial y un nobel.
Desde entonces, se han cartografiado conectomas parciales en muchos sistemas. Entre ellos, ,oscas, ratones e incluso seres humanos, pero estas reconstrucciones suelen representar solo una pequeña fracción del cerebro total.
Únicamente se han generado conectomas completos de varias especies pequeñas con unos pocos cientos o miles de neuronas: de gusano redondo, larva de ascidias y larva de anélido marino.
La tecnología actual aún no es lo bastante avanzada para cartografiar el conectoma de animales superiores como los grandes mamíferos, según científicos.
Sin embargo, todos los cerebros son similares y todos los cerebros de todas las especies tienen que realizar muchos comportamientos complejos: procesar información sensorial, aprender, seleccionar acciones, navegar por su entorno, elegir comida, reconocer a sus congéneres o escapar de depredadores.
Detalles del mapa
El conectoma de la cría de mosca del vinagre, Drosophila melanogaster, es el mapa más completo y extenso del cerebro de un insecto. Incluye 3 mil 16 neuronas y todas las conexiones entre ellas: 548 mil.
Para obtener una imagen completa a nivel celular de un cerebro es necesario dividirlo en cientos o miles de muestras de tejido individuales. Todas ellas tienen que ser analizadas con microscopios electrónicos antes del laborioso proceso de reconstruir las piezas, neurona por neurona, en un retrato completo y preciso de un cerebro.
El equipo eligió a propósito la larva de mosca del vinagre porque, para ser un insecto, la especie comparte gran parte de su biología fundamental con los humanos, incluida una base genética comparable.
El trabajo duró 12 años; solo en la obtención de imágenes tardaron aproximadamente un día por neurona.
Los investigadores escanearon miles de cortes del cerebro de la larva utilizando un microscopio electrónico de alta resolución y reconstruyeron las imágenes resultantes en un mapa, anotando minuciosamente las conexiones entre neuronas.
Clasificaron cada neurona por la función que desempeña y descubrieron que los circuitos más activos del cerebro eran los que iban y venían de las neuronas del centro de aprendizaje.
También desarrollaron herramientas informáticas para identificar posibles vías de flujo de información y diferentes tipos de circuitos.
El trabajo mostró características de circuitos que recordaban sorprendentemente a arquitecturas de aprendizaje automático, por eso el equipo espera que el estudio continuado pueda inspirar nuevos sistemas de inteligencia artificial.
Los métodos y códigos aquí desarrollados están a disposición de quien intente cartografiar un cerebro animal aún mayor.
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