El mapa cerebral más completo muestra cada neurona de una mosca de la fruta

El cerebro humano es un órgano tan complejo que llegar a conocerlo al detalle llevará aún muchos años, y un mapa de su funcionamiento sería tremendamente útil para descubrir algunos de sus misterios. Ahora, científicos del Campus de Investigación Janelia del HHMI han dado un paso importante en esta dirección: crear una imagen en 3D de alta definición del cerebro de una mosca de la fruta, mostrando cada una de las 100.000 neuronas del cerebro. Se trata del mapa cerebral más completo que se haya creado.

Para lograrlo, los científicos tomaron fotografías detalladas de todo el cerebro de una mosca de la fruta de una hembra adulta utilizando microscopía electrónica de transmisión. Se usaron dos microscopios electrónicos de alta velocidad, con los que se obtuvieron 7.062 rebanadas de cerebro y 21 millones de imágenes. Sus hallazgos se publican en la revista Cell.

Los científicos, pertenecientes al Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes en Ashburn, Virginia (EE.UU.), ahora pueden rastrear el camino de cualquier neurona a cualquier otra neurona en todo el cerebro. "Nunca se han generado imágenes de todo el cerebro de la mosca con esta resolución que te permite ver las conexiones entre las neuronas", cuenta el neurocientífico Davi Bock. Ese detalle es clave para trazar los circuitos del cerebro: las redes precisas de conexiones neuronales que apuntalan los comportamientos específicos de las moscas.

Las moscas de la fruta, o Drosophila melanogaster, son insectos sorprendentemente sofisticados: "Pueden aprender y recordar. Ellos saben qué lugares son seguros y peligrosos. Tienen elaboradas secuencias de cortejo y arreglo personal”, afirma Bock. Su cerebro es aproximadamente del tamaño de una semilla de amapola y contiene alrededor de 100.000 neuronas (los humanos tienen 100 mil millones), que se comunican entre sí a través de puntos de contacto, o sinapsis, formando una densa red de circuitos de comunicación.

Los científicos pueden ver estos cables y sinapsis con una técnica de imagen llamada microscopía electrónica de transmisión de sección serial. Primero, infunden el cerebro de la mosca con un cóctel de metales pesados, que se acumulan en las membranas celulares y las sinapsis, y finalmente marcan los contornos de cada neurona y sus conexiones. Luego, los investigadores golpean las rebanadas del cerebro con un haz de electrones, que atraviesa todo menos las partes cargadas de metal. "Es de la misma manera que los rayos X atraviesan su cuerpo, excepto donde golpean el hueso", explica Bock.

Los datos ofrecen una nueva herramienta para que los científicos compitan para mapear estas conexiones. Y, en un centro de memoria del cerebro, los datos también revelaron un nuevo tipo de célula y otras sorpresas. "Cada vez que miras imágenes con mayor resolución y más integridad, vas a descubrir cosas nuevas", dice Bock.

Esta noticia ha sido publicada originalmente en la revista N+1, Ciencia que suma. (www.nmas1.org)

El cerebro humano es un órgano tan complejo que llegar a conocerlo al detalle llevará aún muchos años, y un mapa de su funcionamiento sería tremendamente útil para descubrir algunos de sus misterios. Ahora, científicos del Campus de Investigación Janelia del HHMI han dado un paso importante en esta dirección: crear una imagen en 3D de alta definición del cerebro de una mosca de la fruta, mostrando cada una de las 100.000 neuronas del cerebro. Se trata del mapa cerebral más completo que se haya creado.

Para lograrlo, los científicos tomaron fotografías detalladas de todo el cerebro de una mosca de la fruta de una hembra adulta utilizando microscopía electrónica de transmisión. Se usaron dos microscopios electrónicos de alta velocidad, con los que se obtuvieron 7.062 rebanadas de cerebro y 21 millones de imágenes. Sus hallazgos se publican en la revista Cell.

Los científicos, pertenecientes al Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes en Ashburn, Virginia (EE.UU.), ahora pueden rastrear el camino de cualquier neurona a cualquier otra neurona en todo el cerebro. "Nunca se han generado imágenes de todo el cerebro de la mosca con esta resolución que te permite ver las conexiones entre las neuronas", cuenta el neurocientífico Davi Bock. Ese detalle es clave para trazar los circuitos del cerebro: las redes precisas de conexiones neuronales que apuntalan los comportamientos específicos de las moscas.

Las moscas de la fruta, o Drosophila melanogaster, son insectos sorprendentemente sofisticados: "Pueden aprender y recordar. Ellos saben qué lugares son seguros y peligrosos. Tienen elaboradas secuencias de cortejo y arreglo personal”, afirma Bock. Su cerebro es aproximadamente del tamaño de una semilla de amapola y contiene alrededor de 100.000 neuronas (los humanos tienen 100 mil millones), que se comunican entre sí a través de puntos de contacto, o sinapsis, formando una densa red de circuitos de comunicación.

Los científicos pueden ver estos cables y sinapsis con una técnica de imagen llamada microscopía electrónica de transmisión de sección serial. Primero, infunden el cerebro de la mosca con un cóctel de metales pesados, que se acumulan en las membranas celulares y las sinapsis, y finalmente marcan los contornos de cada neurona y sus conexiones. Luego, los investigadores golpean las rebanadas del cerebro con un haz de electrones, que atraviesa todo menos las partes cargadas de metal. "Es de la misma manera que los rayos X atraviesan su cuerpo, excepto donde golpean el hueso", explica Bock.

Los datos ofrecen una nueva herramienta para que los científicos compitan para mapear estas conexiones. Y, en un centro de memoria del cerebro, los datos también revelaron un nuevo tipo de célula y otras sorpresas. "Cada vez que miras imágenes con mayor resolución y más integridad, vas a descubrir cosas nuevas", dice Bock.

Esta noticia ha sido publicada originalmente en la revista N+1, Ciencia que suma. (www.nmas1.org)