Creierul musculiței de oțet, cartografiat pentru prima dată de oamenii de știință

Cercetarea a detaliat peste 50 de milioane de conexiuni între mai mult de 139.000 de neuroni - celule nervoase ale creierului - ai acelei insecte, o specie a cărei denumire ştiinţifică este Drosophila melanogaster şi care este adeseori utilizată în studiile neurobiologice.

Cercetarea a urmărit să descifreze modul în care creierul este structurat şi semnalele care stau la baza funcţiilor sănătoase ale creierului. De asemenea, acest studiu ar putea deschide calea pentru cartografierea creierului altor specii.

'Poate vă întrebaţi de ce ar trebui să ne pese de creierul unei musculiţe de oţet. Răspunsul meu simplu este că, dacă putem înţelege cu adevărat cum funcţionează orice creier, este inevitabil ca asta să ne spună ceva despre toate creierele', a declarat Sebastian Seung, profesor de neuroştiinţe şi informatică la Universitatea Princeton, unul dintre coautorii cercetării publicate într-o serie de studii în revista Nature.

Deşi unii oameni ar putea fi mai interesaţi să omoare muştele decât să le studieze, unii dintre cercetători au găsit o satisfacţie estetică în examinarea creierului musculiţelor de oţet, ce are o lăţime mai mică de 1 mm.

'Este frumos', a declarat Gregory Jefferis, neurocercetător la Universitatea din Cambridge şi coautor al cercetării.

Harta elaborată de cercetători a furnizat o schemă electrică, cunoscută sub numele de 'conectom', pentru creierul unei musculiţe de oţet adulte.

Cercetări similare au fost efectuate anterior cu organisme mai simple, cum ar fi viermele Caenorhabditis elegans şi stadiul larvar al musculiţelor de oţet. Musculiţa de oţet adultă a prezentat comportamente mai complicate de studiat prin prisma circuitelor sale cerebrale.

'Una dintre întrebările majore pe care le abordăm este modul în care circuitele din creier, neuronii şi conexiunile sale, pot da naştere comportamentului animalelor', a declarat Mala Murthy, neurocercetător la Princeton, unul dintre coautorii cercetării.

'Iar muştele sunt un sistem model important pentru neuroştiinţe. Creierele lor rezolvă multe dintre aceleaşi probleme pe care le rezolvăm noi... Ele sunt capabile de comportamente sofisticate, precum mersul şi zborul, învăţarea şi memorarea, navigarea, hrănirea şi chiar interacţiunile sociale, un comportament pe care l-am studiat în laboratorul meu de la Princeton', a adăugat Mala Murthy.

Unul dintre studii a analizat circuitele cerebrale care stau la baza mersului şi a descoperit modul în care muştele se opresc.

Un altul a analizat reţeaua gustativă a muştelor şi circuitele de îngrijire care stau la baza unor comportamente cum ar fi atunci când insectele folosesc un picior pentru a-şi îndepărta murdăria de pe antene. Un altul a analizat sistemul vizual, inclusiv modul în care ochii muştelor procesează informaţiile despre mişcare şi culoare.

Un altul a analizat conectivitatea din creier, descoperind un ansamblu mare de 'neuroni hub' care pot accelera fluxul de informaţii.

Cercetătorii au creat o hartă care urmăreşte organizarea emisferelor cerebrale şi a circuitelor comportamentale din creierul muştelor. De asemenea, ei au identificat întregul set de clase de celule din creierul său, identificând diferite varietăţi de neuroni şi conexiuni chimice - sinapse - între aceste celule nervoase şi au analizat tipurile de substanţe chimice secretate de neuroni.

Cercetarea a fost realizată de o amplă colaborare internaţională de oameni de ştiinţă, cunoscută sub numele de Consorţiul FlyWire.