Cientistas criam 'Google Maps' do cérebro de uma mosca da fruta adulta

Em um feito marcante que promete revolucionar a pesquisa em neurociência no mundo, a iniciativa Consórcio FlyWire revelou recentemente o primeiro diagrama de fiação completo de um cérebro adulto, no caso de uma mosca-da-fruta (Drosophila melanogaster). O mapa foi acompanhado por um conjunto de artigos, demonstrando que a novidade já está levando a novas descobertas científicas, afirmam os autores.

Publicada em dois artigos na Nature, essa conquista histórica é o resultado de uma colaboração de pesquisa entre cientistas e instituições de diversas áreas, como neurociência, biologia e tecnologia. Os pesquisadores atuam no Laboratório de Biologia Molecular do MRC, na Universidade de Cambridge (ambos no Reino Unido), e nas universidades americanas de Princeton e Vermont.

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Até agora, os esforços para mapear cérebros se limitaram ao de uma larva da própria Drosophila, com 3016 neurônios, e um verme nematoide de 302 neurônios. Por isso, o diagrama recém-divulgado, com os 139.255 neurônios do cérebro da mosca adulta, é o primeiro que envolve um animal que pode andar e enxergar.

Fazendo um "Google Maps" do cérebro da mosca

Para começar a elaborar o mapa, os pesquisadores pegaram o cérebro completo de uma mosca fêmea, que tem menos de um milímetro de largura, e o cortaram em impressionantes sete mil fatias, com cerca de 40 nanômetros de espessura cada. Previamente escaneadas com microscopia eletrônica de alta resolução, essas tirinhas foram alinhadas com a ajuda de inteligência artificial (IA) e utilizadas para reconstruções 3D de neurônios.

Mas mesmo para ferramentas de IA, analisar mais de 100 terabytes de dados de imagem, para extrair as formas de 140 mil neurônios e 50 milhões de conexões entre eles, pode resultar em alguns erros.

Por isso, o consórcio gastou, segundo um release, "cerca de 33 anos-pessoa revisando meticulosamente todos os dados". O esforço foi compartilhado pelas equipes em mais de 76 laboratórios e 287 pesquisadores ao redor do mundo, além de voluntários.

O mapa também simula funções do cérebro

Um passo importantíssimo para compreender o sistema nervoso é conhecer a conectividade completa dos circuitos até o nível da sinapse, menciona um dos artigos. Essa área do conhecimento, definida em neurociência como "conectômica", é explorada pela primeira vez em um mapa de fiação cerebral, pois busca prever a função de todas as conexões entre os neurônios.

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Neurônios utilizam sinais elétricos para trocar mensagens entre si. Cada um deles pode ter centenas de ramificações que o conectam aos seus pares. Os locais onde essas ramificações se encontram e transmitem sinais são as sinapses. Elas ocorrem de duas maneiras principais: excitatória, que estimula a continuidade do sinal elétrico no neurônio receptor, ou inibitória, que reduz a probabilidade de que o neurônio seguinte transmita sinais.

Embora o novo diagrama das funções seja uma conquista impressionante, ainda teremos que esperar algum tempo, provavelmente muitos anos, até que a tecnologia se estenda ao cérebro humano e seus 86 bilhões de neurônios e, pelo menos, um quatrilhão de sinapses.

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