Primeiro mapa completo do cérebro de um inseto tem 3.016 neurônios

O cérebro da larva da mosca-da-fruta é do tamanho de um grão de sal, mas seu mapa ajudará os cientistas a entenderem como outros cérebros (inclusive o nosso) funcionam.

Por Luisa Costa
13 mar 2023, 17h54

Primeiro mapa de fiação de neurônios de larva de mosca da fruta revelado — (University of Cambridge/Reprodução)

Você pensa que a mosca-da-fruta é um bichinho insignificante que só serve para empestear o cacho de bananas na sua cozinha? Está terrivelmente enganado. A Drosophila melanogaster é importante para a ciência há mais de cem anos e, agora, vai ajudar os cientistas a obter uma compreensão mecanicista de como o cérebro funciona.

Uma equipe de pesquisadores construiu o primeiro mapa totalmente completo, mostrando cada neurônio que compõe o cérebro da larva da mosca-da-fruta e como eles estão conectados. Mapas desse tipo são chamados de conectomas, e este é o maior conectoma cerebral completo já descrito, com 3.016 neurônios e 548 mil sinapses.

Até então, os cientistas tinham feito conectomas para os cérebros de organismos mais simples, como vermes com apenas centenas de neurônios, ou um conectoma parcial do cérebro de uma mosca da fruta adulta – que tem estruturas semelhantes ao cérebro de suas larvas, do tamanho de um grão de sal.

O novo conectoma, publicado em estudo na revista Science, levou 12 anos para ser concluído. Os pesquisadores usaram um microscópio eletrônico para obter imagens de milhares de fatias do cérebro minúsculo da larva e, então, identificar os neurônios em cada imagem e traçar suas conexões.

Os pesquisadores também desenvolveram ferramentas computacionais para identificar os prováveis caminhos do fluxo de informações no cérebro do inseto. Só a imagem de cada um dos três mil neurônios exigia cerca de um dia de trabalho.

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O cérebro humano, para fins de comparação, tem cerca de 86 bilhões de neurônios e centenas de trilhões de sinapses. Mas ainda tem semelhanças com os cérebros das moscas-das-frutas: ambos possuem regiões que correspondem à tomada de decisão, aprendizado e navegação, por exemplo.

Marta Zlatic, pesquisadora da Universidade de Cambridge (Reino Unido) que liderou o estudo, explicou em comunicado que a tecnologia atual não é suficiente para mapear o cérebro de animais mais complexos, como grandes mamíferos. “[Mas] Todos os cérebros de todas as espécies precisam realizar muitos comportamentos complexos: por exemplo, todos precisam processar informações sensoriais, aprender, escolher comida e navegar em seu ambiente.”

Então, este conectoma será uma referência para futuros estudos da função cerebral em outros animais. “Da mesma forma que os genes aparecem da mesma forma em todo o reino animal, acho que os padrões básicos de circuito que impulsionam esses comportamentos fundamentais também serão conservados”, disse Zlatic.

Importância para a genética

A mosca-da-fruta apareceu primeiro em estudos sobre genética – e protagonizou o Nobel de Medicina de 1933. Quem recebeu o prêmio foi um zoólogo americano chamado Thomas Hunt Morgan.

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Em pesquisas experimentais com moscas-da-fruta, Morgan descobriu que o inseto às vezes tinha uma mutação genética que deixava seus olhos brancos, em vez de vermelhos – e que essa mutação era passada de geração em geração.

Ele mostrou que os cromossomos abrigam o material genético dentro das células e são responsáveis por características hereditárias identificáveis (como os olhos brancos na mosquinha). Isso levou à teoria cromossômica da hereditariedade e foi fundamental para o desenvolvimento da genética moderna.

Daí em diante, o inseto virou um organismo modelo usado por milhares de cientistas. Pudera: entre outras vantagens, as mosquinhas se reproduzem rapidamente (o que facilita estudar gerações diversas) e são relativamente baratas de se manter em laboratório e fáceis de manusear. Elas renderam também estudos sobre evolução, envelhecimento e comportamento que levaram outros cinco prêmios Nobel.