Uma equipe internacional de pesquisadores reconstruiu pela primeira vez a estrutura do cérebro de uma mosca da fruta (Drosophila melanogaster). Os cientistas do consórcio FlyWire – incluindo a bióloga Dra. Katharina Eichler, da Universidade de Leipzig – criaram o chamado conectoma, um diagrama de circuito do cérebro do inseto. Este é considerado um marco pelos especialistas, pois é o maior diagrama de circuito cerebral já criado. Os estudos de acompanhamento demonstram a utilidade do conectoma para a investigação de processos neuronais e fornecem uma visão sobre como este recurso irá revolucionar o campo da investigação. Pela primeira vez, nove artigos foram publicados num número da conceituada revista científica “Nature”; Eichler esteve envolvido em seis deles.
Tudo o que fazemos, pensamos ou sentimos surge dos padrões de atividade do nosso cérebro, que dependem das conexões das nossas células cerebrais. Muitos neurocientistas acreditam que a compreensão da função cerebral é possível através do mapeamento de todos os neurônios e conexões do cérebro – o conectoma. Esta é uma tarefa incrivelmente complexa, pois o cérebro humano contém mais de 80 mil milhões de neurónios e 100 biliões de conexões. O cérebro da mosca da fruta, por outro lado, contém um milhão de vezes menos neurônios que o cérebro humano. No entanto, as moscas podem exibir comportamentos complexos, como navegação, aprendizagem e interações sociais.
Na revista “Nature”, os pesquisadores Sven Dorkenwald da Universidade de Princeton (EUA), o Dr. Philipp Schlegel da Universidade de Cambridge (Reino Unido) e seus colegas descrevem o primeiro mapeamento completo do conectoma do cérebro adulto de Drosophila. A pesquisadora Dra. Katharina Eichler, do Instituto de Biologia da Universidade de Leipzig, fazia parte do consórcio internacional FlyWire. O projeto foi baseado em imagens de microscopia eletrônica coletadas em 2018 utilizando novas tecnologias de imagem. A equipe FlyWire desenvolveu métodos para alinhar com precisão as imagens e usou a visão mecânica para reconstruir automaticamente neurônios individuais. Para corrigir erros, a equipe construiu uma infraestrutura baseada em computador que permitiu a pesquisadores de todo o mundo revisar as reconstruções de neurônios. Este enorme empreendimento levou ao sucesso: um conectoma cerebral completo de Drosophila compreendendo aproximadamente 140.000 neurônios e 54,5 milhões de sinapses.
“No trabalho que acompanha, como parte da equipe FlyWire, já consegui usar esse recurso único para rastrear circuitos neurais, gerar hipóteses sobre sua função e criar modelos de circuitos baseados na conectividade real”, explica Katharina Eichler. A longo prazo, este avanço científico poderá ser um passo essencial para responder a um dos maiores mistérios da neurociência: como funciona realmente um cérebro?
O conectoma da mosca nos dá insights sobre como a informação é processada no cérebro e convertida em comportamento. Alguns desses princípios estão provavelmente organizados de forma muito semelhante no cérebro humano. Além disso, muitas técnicas foram desenvolvidas e avanços na pesquisa foram feitos através deste projeto, que são um passo importante em direção ao conectoma do rato ou talvez em alguns anos ao conectoma humano”, diz a Dra. Katharina Eichler, dando uma visão geral.