Cientistas mapeiam circuitos gustativos da mosca-da-fruta

Uma mosca-da-fruta pode sentir sabores com as patas, as asas, as peças bucais e a garganta. Um sinal numa pata pode fazê-la parar de andar e investigar; um sinal no interior da garganta pode regular a deglutição. Investigadores da Fundação Champalimaud e os seus colaboradores seguiram agora esses sinais através do sistema nervoso até aos neurónios motores que comandam a alimentação — o primeiro mapa completo desta ligação entre sabor e ação num animal, segundo a equipa.

O mapa integra uma reconstrução muito maior. Num estudo complementar publicado na Cell, os investigadores seguiram e catalogaram 166 700 neurónios no sistema nervoso central de uma mosca-da-fruta macho adulta, identificando mais de 11 000 tipos distintos de células. O conjunto de dados preserva a ligação entre o cérebro e o cordão nervoso, o equivalente, nos insetos, à medula espinal, permitindo seguir os sinais sensoriais até aos movimentos das patas, das asas e do aparelho alimentar.

A inteligência artificial (IA) ajudou a seguir os neurónios e as suas ligações através de dados de microscopia eletrónica, prevendo também se determinados neurónios excitam ou inibem outros. Depois, os humanos realizaram uma extensa revisão e anotação. Um conectoma — o mapa da forma como os neurónios se ligam através de sinapses, as junções por onde passam os sinais — mostra, assim, mais do que os pontos terminais das ligações: oferece também pistas sobre o tipo de mensagem transmitida.

O padrão de organização é impressionante, mas preciso. Os recetores gustativos estão espalhados pelo corpo, mas os sinais que transportam um valor semelhante — indicando se algo é «bom» ou «mau» — tendem a convergir nos mesmos circuitos, mais profundamente no cérebro. A localização do sinal não é apagada: um sabor detetado numa pata pode provocar investigação, enquanto um sabor na garganta pode moldar a deglutição. Os mesmos percursos também estão ligados a circuitos envolvidos na locomoção, na libertação de hormonas e no cortejamento.

O que muda, concretamente? Os investigadores têm agora um caminho para testar como um juízo sensorial se transforma num ato físico e para examinar percursos que podem explicar a libertação antecipada de insulina antes de uma única caloria ser absorvida. O mapa pode também contribuir para estudos sobre as flores que os insetos polinizam, as culturas agrícolas atacadas pelas pragas e os locais onde se alimentam os mosquitos transmissores de doenças. Os seus circuitos eficientes podem sugerir princípios para sistemas artificiais e um roteiro técnico para projetos de conectómica de maior dimensão.

A conquista continua a ser um mapa das ligações de uma mosca-da-fruta macho adulta. O esforço mais abrangente da equipa demorou quase duas décadas e envolveu a Fundação Champalimaud, o Janelia Research Campus do Howard Hughes Medical Institute, o MRC Laboratory of Molecular Biology, a Universidade de Cambridge e a Google Research; as próximas ambições identificadas pelos investigadores são conectomas de ratos e seres humanos.