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A fruit fly can taste with its legs, wings, mouthparts and throat. A signal on a leg might make it stop walking and investigate; one inside the throat can regulate swallowing. Researchers at the Champalimaud Foundation and their collaborators have now traced those signals through the nervous system to the motor neurons that drive feeding—the first complete map of this taste-to-action wiring in an animal, according to the team.
Une drosophile peut percevoir les goûts avec ses pattes, ses ailes, ses pièces buccales et son pharynx. Un signal reçu par une patte peut l’amener à s’arrêter et à examiner son environnement ; un autre, dans le pharynx, peut réguler la déglutition. Des chercheurs de la Fondation Champalimaud et leurs collaborateurs ont désormais suivi ces signaux dans le système nerveux jusqu’aux neurones moteurs qui commandent l’alimentation — la première carte complète de ce câblage reliant le goût à l’action chez un animal, selon l’équipe.
The map sits inside a much larger reconstruction. In a companion study published in Cell, researchers traced and cataloged 166,700 neurons in the central nervous system of an adult male fruit fly, identifying more than 11,000 distinct cell types. The dataset preserves the link between the brain and the nerve cord, the insect equivalent of a spinal cord, so sensory signals can be followed all the way to movements of the legs, wings and feeding apparatus.
Cette carte s’inscrit dans une reconstruction bien plus vaste. Dans une étude associée publiée dans Cell, les chercheurs ont suivi et recensé 166 700 neurones du système nerveux central d’une drosophile mâle adulte, en identifiant plus de 11 000 types cellulaires distincts. Le jeu de données conserve la liaison entre le cerveau et le cordon nerveux, l’équivalent insecte de la moelle épinière, de sorte que les signaux sensoriels peuvent être suivis jusqu’aux mouvements des pattes, des ailes et de l’appareil d’alimentation.
Artificial intelligence (AI) helped trace neurons and their connections through electron-microscopy data, and it predicted whether particular neurons excite or inhibit others. Humans then carried out extensive proofreading and annotation. A connectome—the map of how neurons connect through synapses, the junctions where signals pass—therefore shows more than the wiring’s endpoints: it also offers clues about the kind of message being transmitted.
L’intelligence artificielle (IA) a contribué à suivre les neurones et leurs connexions dans des données de microscopie électronique, et à prédire si certains neurones excitent ou inhibent les autres. Des humains ont ensuite effectué une vérification et une annotation approfondies. Un connectome — la carte des connexions entre les neurones par l’intermédiaire des synapses, ces jonctions où les signaux circulent — montre donc davantage que les points d’arrivée du câblage : il fournit aussi des indices sur la nature du message transmis.
The organizing pattern is striking but precise. Taste receptors are scattered across the body, yet signals carrying a similar value—whether something is “good” or “bad”—tend to converge onto the same circuits deeper in the brain. The location of the signal is not erased: taste detected on a leg may produce investigation, while taste in the throat can shape swallowing. The same pathways also connect to circuits involved in locomotion, hormone release and courtship.
Le principe d’organisation est frappant, mais précis. Les récepteurs gustatifs sont dispersés sur le corps, mais les signaux porteurs d’une valeur similaire — indiquant qu’une chose est « bonne » ou « mauvaise » — ont tendance à converger vers les mêmes circuits, plus profondément dans le cerveau. Le lieu d’origine du signal n’est pas effacé : un goût détecté sur une patte peut déclencher une exploration, tandis qu’un goût perçu dans le pharynx peut orienter la déglutition. Ces mêmes voies sont également reliées à des circuits impliqués dans la locomotion, la libération d’hormones et la parade nuptiale.
So what changes, concretely? Researchers now have a route for testing how a sensory judgment becomes a physical act, and for examining pathways that could explain anticipatory insulin release before a single calorie is absorbed. The map could also inform studies of which flowers insects pollinate, which crops pests attack and where disease-carrying mosquitoes feed. Its efficient circuitry may suggest principles for artificial systems and a technical roadmap for larger connectomics projects.
Qu’est-ce qui change concrètement ? Les chercheurs disposent désormais d’une méthode pour tester comment un jugement sensoriel devient un acte physique et pour examiner des voies susceptibles d’expliquer la libération anticipée d’insuline avant même l’absorption d’une seule calorie. La carte pourrait également éclairer des études sur les fleurs pollinisées par les insectes, les cultures attaquées par les ravageurs et les lieux où se nourrissent les moustiques vecteurs de maladies. L’efficacité de ses circuits pourrait suggérer des principes pour les systèmes artificiels et fournir une feuille de route technique pour des projets de connectomique de plus grande ampleur.
The achievement remains a wiring map of an adult male fruit fly. The team’s broader effort took nearly two decades and involved the Champalimaud Foundation, Howard Hughes Medical Institute’s Janelia Research Campus, the MRC Laboratory of Molecular Biology, the University of Cambridge and Google Research; the next ambitions named by the researchers are connectomes for mice and humans.
Cette avancée reste une carte du câblage d’une drosophile mâle adulte. L’effort plus vaste de l’équipe a duré près de deux décennies et a mobilisé la Fondation Champalimaud, le campus Janelia du Howard Hughes Medical Institute, le MRC Laboratory of Molecular Biology, l’Université de Cambridge et Google Research ; les prochains objectifs cités par les chercheurs sont les connectomes de souris et d’humains.