Científicos trazan los circuitos del gusto de la mosca al alimentarse

Una mosca de la fruta puede percibir el gusto con las patas, las alas, las piezas bucales y la garganta. Una señal en una pata puede hacer que deje de caminar e investigue; otra en el interior de la garganta puede regular la deglución. Investigadores de la Fundación Champalimaud y sus colaboradores han seguido ahora esas señales por el sistema nervioso hasta las neuronas motoras que activan la alimentación: según el equipo, es el primer mapa completo de este cableado que conecta el gusto con la acción en un animal.

El mapa forma parte de una reconstrucción mucho mayor. En un estudio paralelo publicado en Cell, los investigadores rastrearon y catalogaron 166.700 neuronas del sistema nervioso central de un macho adulto de mosca de la fruta e identificaron más de 11.000 tipos celulares distintos. El conjunto de datos conserva la conexión entre el cerebro y el cordón nervioso, el equivalente del insecto a la médula espinal, por lo que las señales sensoriales pueden seguirse hasta los movimientos de las patas, las alas y el aparato de alimentación.

La inteligencia artificial (IA) ayudó a rastrear las neuronas y sus conexiones a través de datos de microscopía electrónica, y predijo si determinadas neuronas excitan o inhiben a otras. Después, personas realizaron una exhaustiva revisión y anotación. Un conectoma —el mapa de cómo se conectan las neuronas mediante sinapsis, las uniones por las que pasan las señales— muestra así algo más que los extremos del cableado: también ofrece pistas sobre el tipo de mensaje que se transmite.

El patrón organizativo resulta llamativo, pero es preciso. Los receptores gustativos están repartidos por el cuerpo, pero las señales que transmiten un valor similar —si algo es «bueno» o «malo»— tienden a converger en los mismos circuitos, en zonas más profundas del cerebro. La ubicación de la señal no se borra: el gusto detectado en una pata puede provocar una conducta de investigación, mientras que el gusto en la garganta puede influir en la deglución. Las mismas vías también se conectan con circuitos relacionados con la locomoción, la liberación hormonal y el cortejo.

¿Qué cambia, en concreto? Los investigadores disponen ahora de una vía para comprobar cómo un juicio sensorial se convierte en un acto físico y para examinar rutas que podrían explicar la liberación anticipada de insulina antes de que se absorba una sola caloría. El mapa también podría servir para estudiar qué flores polinizan los insectos, qué cultivos atacan las plagas y dónde se alimentan los mosquitos transmisores de enfermedades. Sus eficientes circuitos pueden sugerir principios para sistemas artificiales y una hoja de ruta técnica para proyectos de conectómica de mayor escala.

El logro sigue siendo un mapa del cableado de una mosca de la fruta macho adulta. El esfuerzo más amplio del equipo se prolongó durante casi dos décadas y contó con la participación de la Fundación Champalimaud, el Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes, el Laboratorio de Biología Molecular del MRC, la Universidad de Cambridge y Google Research; las próximas metas mencionadas por los investigadores son los conectomas de ratones y seres humanos.