Este mapa de cada neurônio em um cérebro de mosca adulta pode ser digno do Prêmio Nobel: WebCuriosos
É uma conquista que os cientistas têm sonhei aproximadamente há mais de meio século. Finalmente, uma enorme equipe internacional de pesquisadores mapeou detalhadamente cada neurônio do cérebro de um animal adulto com olhos e pernas.
A bela cabeça, que agora qualquer pessoa pode examinar livremente, não é maior que uma semente de papoula e, ainda assim, contém 139.255 neurônios e 50 milhões de conexões.
Pertence a uma mosca-das-frutas fêmea adulta (Drosophila melanogaster).
Isto pode parecer uma pequena vitória em comparação com o cérebro humano, que contém 80 mil milhões de neurónios e 100 biliões de ligações, mas é um enorme salto em relação ao ponto onde os neurocientistas começaram na década de 1960.
Se a história servir de referência, a investigação poderá concorrer a um futuro prémio Nobel.
“Esta é uma grande conquista”, diz a neurocientista Mala Murthy, da Universidade de Princeton, que ajudou a liderar a equipe.
“Não existe outro conectoma cerebral completo para um animal adulto desta complexidade”.
O único outro mapa que chega perto é um diagrama 3D do hemicérebro da mosca adulta', mas inclui apenas cerca de 20.000 neurônios.
A bióloga da Universidade Emory, Anita Devineni, que não esteve envolvida na pesquisa atual, prevê este novo mapa irá “transformar Drosófila neurociência” em um comentário que acompanha em Natureza.
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Os cientistas começaram mapeamento a fiação dos cérebros dos animais há cerca de meio século, e essas tentativas iniciais se concentraram em uma criatura muito simples: o verme cego e sem pernas, Caenorhabdite elegante.
Em 2002, os cientistas por trás deste mapa cerebral parcial de apenas 302 neurônios compartilhou um Prêmio Nobel.
Hoje, o mesmo feito, que uma vez levou mais de 12 anos para completar, leva menos de um mês.
Em 2023, os pesquisadores completaram um mapa cerebral muito maior, incluindo todos os 3.016 neurônios da larva de uma mosca da fruta.
Mais uma vez, porém, este animal não conseguia andar nem ver.
Uma mosca da fruta adulta é o próximo grande passo. Suas redes cerebrais, que sustentam a visão e os movimentos complicados da caminhada, são semelhantes aos dos humanose agora podem ser explorados com mais detalhes do que nunca.
“As moscas podem fazer todo tipo de coisas complicadas, como andar, voar, navegar, e os machos cantam para as fêmeas”, explica o biólogo molecular Gregory Jefferis, da Universidade de Cambridge, que ajudou a liderar a pesquisa.
“Os diagramas de fiação cerebral são um primeiro passo para entender tudo o que nos interessa – como controlamos nossos movimentos, atendemos o telefone ou reconhecemos um amigo.”
A equipe que elaborou este diagrama incluiu pesquisadores de 122 instituições, com contribuições importantes da Universidade de Princeton, da Universidade de Cambridge e da Universidade de Vermont.
O mapa exigiu mais de 7.000 fatias do cérebro de uma mosca-das-frutas fêmea e 21 milhões de imagens, que poderiam preencher 100 laptops típicos com seus dados.
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Um programa de inteligência artificial, desenvolvido na Universidade de Princeton, foi essencial para analisar os dados.
Os resultados estão agora compilados em nada menos que 9 artigos relacionados, com grupos de autores sobrepostos.
Um papel anota o mapa inteiro. Para corrigir erros de computador, foi construído um projeto de crowdsourcing onde pesquisadores e voluntários de todo o mundo poderiam revisar os nomes e funções dados aos neurônios. Uma pessoa levaria 33 anos trabalhando em tempo integral para fazer cerca de 3 milhões de edições manuais.
De todos os 8.453 tipos de células conhecidos e nomeados no diagrama, cobrindo 96% de todos os neurônios, mais de 4.500 são novos para a ciência.
“Assim como você não gostaria de dirigir para um novo lugar sem o Google Maps, você não quer explorar o cérebro sem um mapa”, explica o neurocientista Sven Dorkenwald, formado em 2023 por Princeton.
“O que fizemos foi construir um atlas do cérebro e adicionar anotações para todas as empresas, os edifícios, os nomes das ruas. Com isso, os pesquisadores estão agora equipados para navegar cuidadosamente pelo cérebro, enquanto tentamos entendê-lo.”
Em um documento de acompanhamentopor exemplo, os cientistas usaram o mapa anotado para acionar neurônios no cérebro computacional de uma mosca da fruta, fazendo com que ela estendesse sua tromba em busca de açúcar, assim como ocorre em moscas reais quando esses neurônios são ativados.
Hoje, 6 prêmios Nobel diferentes foram dados a pesquisadores que estudam a mosca da fruta comum. Um sétimo pode estar a caminho.
As principais conclusões estão publicadas em Natureza.
