Mapa cerebral de inseto mostra mais de 3 mil neurônios

Cientistas das Universidades de Cambridge e Johns Hopkins, na Inglaterra, divulgaram recentemente a primeira criação completa de um mapa cerebral de um inseto, também conhecido como conectoma. O extenso projeto levou 12 anos para ser construído e revela a localização de todos os 3.016 neurônios no cérebro de uma mosca-das-frutas em sua fase larval. 

A pesquisa pode identificar as redes através das quais os neurônios de um lado do cérebro enviam dados para o outro, além de classificar 93 tipos distintos dessas células, que diferem em sua forma, função proposta e na maneira como se conectam umas às outras.

Criação e resultados

Conjunto completo de neurônios do cérebro larval de mosca-das-frutas (Fonte: Universidade de Cambridge/Universidade Johns Hopkins/Reprodução)

Mais de 80 pesquisadores trabalharam na construção do projeto, que envolveu o fatiamento fino do cérebro de uma mosca-das-frutas em 5 mil seções e a captura de imagens microscópicas de cada fatia, que foram então transformadas um volume em 3D e, então, o constructo tridimensional foi analisado para identificar células individuais, com suas conexões sendo traçadas manualmente.

Os resultados do mapeamento surpreenderam os cientistas de várias maneiras. Por exemplo, acredita-se que os neurônios enviam mensagens de saída por prolongamentos longos chamados axônios e as recebem através de outros mais curtos e ramificados chamados dendritos.

Porém, a novidade provou que existem exceções a essa regra, apontando diversas conexões entre axônio-axônio e dendrito-dendrito nas sinapses cerebrais das moscas-das-frutas em sua fase larval.

Além disso, o conectoma provou que as informações sensoriais recebidas passam por poucos neurônios antes de serem direcionadas a àquele envolvido no controle motor, responsável por fazer o inseto executar um comportamento físico. Esse nível de eficiência só pode ser atingindo por "atalhos" integrados entre as conexões, algo muito semelhante ao apresentado em sistemas de inteligência artificial avançados.

Importância e limitações

Uma melhor compreensão do cérebro de uma mosca pode parecer insignificante para alguns, mas as implicações da pesquisa podem se estender além do reino animal. 

O conhecimento adquirido a partir do mapeamento pode ser aplicado em futuras IAs para aumentar sua eficiência energética, afinal, insetos conseguem realizar tarefas cerebrais complexas com um nível de energia bem baixo.

(Fonte: Getty Images/Reprodução)

Além disso, o conectoma pode ser um modelo útil para estudar a aprendizagem e a memória. "Os humanos fazem coisas como tomar decisões, aprender, navegar no ambiente, comer. E as moscas também. E há boas razões para pensar que os mecanismos que as moscas têm para implementar essas funções cognitivas também estão presentes nos humanos", explicou Joshua Vogelstein, cocriador do estudo e diretor e cofundador do laboratório de NeuroData da Universidade Johns Hopkins.

Infelizmente, essa novidade empolgante para o mundo da ciência também tem suas limitações. Ela ainda não é capaz de capturar quais neurônios são excitatórios, ou seja, que fazem outras células semelhantes dispararem, e quais são inibitórios, aqueles menos propensos a reagirem. E essas reações são muito importantes, pois afetam o modo como as informações fluem pelo cérebro.

Porém, o novo conectoma é uma conquista notável no campo de pesquisa de neurociência, que pode ajudar a impulsionar tecnologias, além de fornecer uma base para futuras descobertas e estudos para compreender mais sobre as criaturas que nos cercam e também sobre nós mesmos.