Com 140.000 neurônios cartografados, a comunidade científica agora tem um mapa completo do cérebro, fruto de uma década de pesquisas. O objetivo? Decifrar os circuitos neuronais.
Uma interface 3D permite selecionar e navegar pela estrutura cerebral
O projeto Flywire, liderado por pesquisadores de Princeton, utilizou a drosófila para elaborar um "conectoma" inédito. Por que uma mosca? Seu tamanho modesto facilita as análises, ao mesmo tempo em que oferece comportamentos complexos, semelhantes aos dos humanos.
Um dos principais desafios das neurociências continua sendo a compreensão dos circuitos neuronais e do seu papel em patologias como Alzheimer ou Parkinson. O desconhecimento das conexões cerebrais limita o desenvolvimento de tratamentos eficazes.
Com este novo mapa, os pesquisadores identificaram 139.255 neurônios e mais de 50 milhões de conexões sinápticas. Seções ultrafinas desse cérebro foram montadas em 3D graças a ferramentas de inteligência artificial.
A equipe superou grandes desafios: os modelos de IA usados para reconstruir os neurônios precisaram de validação humana, prolongando assim o processo de criação do conectoma. Sem a IA, seriam necessários mais de 4.000 anos de trabalho humano.
Os resultados, compartilhados no FlyWire Codex, são uma valiosa fonte de recursos para os pesquisadores. Este mapa neuronal revela não apenas a estrutura, mas também as conexões funcionais, incluindo neurônios "difusores" que coordenam os circuitos.
A importância da visão na drosófila reflete-se na predominância dos neurônios ópticos. O papel dos neurotransmissores também foi melhor compreendido, abrindo caminhos para entender sua influência nas doenças neurodegenerativas.
Com metas mais ambiciosas, o consórcio Flywire agora se volta para o rato, cujo conectoma pode oferecer ainda mais revelações sobre o cérebro humano. Esse projeto deverá ser concluído em 5 a 10 anos. Uma aventura tecnológica e científica que está apenas começando.
O que é um conectoma?
Um conectoma é um mapa completo das conexões neuronais em um cérebro. Ele permite visualizar a organização dos neurônios e suas sinapses, que são os pontos de comunicação entre eles. Essas conexões são essenciais para entender como o cérebro processa informações e gera ações.
O estabelecimento de um conectoma envolve a análise detalhada dos circuitos neuronais. Ele permite seguir a transmissão de sinais nervosos pelo cérebro. Graças à inteligência artificial, é possível acelerar a cartografia desses milhões de conexões, antes inalcançáveis.
Por que a drosófila é usada para estudar o cérebro humano?
A drosófila, uma pequena mosca-da-fruta, é um organismo modelo muito apreciado nas neurociências. Apesar do tamanho minúsculo de seu cérebro, ela compartilha cerca de 60% de seus genes com os humanos, incluindo aqueles relacionados a doenças neurológicas. Isso permite estudar seus processos cognitivos para melhor compreendermos os nossos.
A simplicidade relativa do seu cérebro permite estabelecer o conectoma completo, uma tarefa atualmente impossível com o cérebro humano. Os resultados obtidos com a drosófila nos fornecem, assim, pistas sobre o funcionamento de cérebros mais complexos.