By: Norma Serrano
Un consorcio global de más de 200 científicos terminó lo que parecía imposible: el diagrama de cableado neuronal completo del cerebro de una Drosophila melanogaster adulta.
Imagina que alguien te entrega el plano eléctrico completo de una ciudad entera, calle por calle, cable por cable, interruptor por interruptor. Ahora imagina que esa ciudad cabe en un grano de arena. Eso, en esencia, es lo que logró el consorcio FlyWire en octubre de 2024: el primer mapa neuronal completo del cerebro de un animal adulto.
139,255
Neuronas mapeadas
54.5M
Sinapsis identificadas
8,453
Tipos celulares
50+
Labs colaboradores
9
Artículos en Nature
01
Los números que cambian la neurociencia
El conectoma contiene 139,255 neuronas y 54.5 millones de sinapsis, todas reconstruidas a partir de imágenes de microscopía electrónica del cerebro completo de una Drosophila melanogaster hembra adulta. El resultado, publicado como un paquete de nueve artículos en Nature, es el conectoma más grande y detallado jamás construido.
Sin inteligencia artificial, completar este proyecto habría requerido aproximadamente 50,000 años-persona de trabajo humano. Con IA y verificación colaborativa, lo hicieron en menos de una década.
| Organismo | Año | Neuronas | Sinapsis |
|---|---|---|---|
| C. elegans | 1986 | 302 | ~7,000 |
| Larva de Drosophila | 2023 | 3,016 | ~550,000 |
| Drosophila adulta (FlyWire) | 2024 | 139,255 | 54,500,000 |
02
Cómo se construyó
Ciencia abierta a escala masiva
El proceso comenzó en 2018, cuando investigadores del Janelia Research Campus del Howard Hughes Medical Institute tomaron imágenes del cerebro de una mosca hembra con resolución nanométrica mediante microscopía electrónica y las pusieron a disposición pública.
2018
El Janelia Research Campus publica las imágenes de microscopía electrónica de resolución nanométrica del cerebro completo.
2019
FlyWire abre la plataforma de verificación colaborativa. Un modelo de IA segmenta automáticamente las neuronas; humanos corrigen los errores.
2021
Solo el 15% de las neuronas habían sido verificadas. Se abre el proceso a toda la comunidad científica de Drosophila a nivel mundial.
Oct 2024
Publicación de los nueve artículos en Nature. Más de 200 personas en 50 laboratorios contribuyeron al resultado final.
Desde 2019, investigadores y voluntarios contribuyeron colectivamente el equivalente a 33 años-persona de verificación y anotación —una fracción ínfima de lo que habría tomado sin IA.
03
¿Por qué una mosca?
Porque no es tan simple como parece
Una objeción razonable: ¿para qué mapear el cerebro de un insecto? La respuesta está en la sofisticación que esconde su tamaño.
La mosca adulta exhibe comportamientos mucho más ricos que su larva: control motor complejo durante la caminata y el vuelo, comportamiento de cortejo, toma de decisiones elaborada, memoria asociativa flexible, aprendizaje espacial y navegación multisensorial.
¿Relevancia para humanos?
El 75% de los genes relacionados con enfermedades en humanos tienen homólogos en el genoma de Drosophila. Estudiar sus circuitos no es un ejercicio académico sobre insectos: es una ventana hacia los principios que organizan cualquier cerebro animal, incluyendo el nuestro.
El cerebro de la mosca puede dividirse en 78 regiones llamadas neuropilos, cada una involucrada en distintas funciones que sostienen comportamientos como la visión, el vuelo y la memoria.
«Para muchas enfermedades devastadoras del cerebro —demencia, Parkinson, Alzheimer— los médicos solo pueden tratar los síntomas. Es difícil curar lo que no se comprende.»
John Ngai, director del BRAIN Initiative (NIH)
04
¿Qué es un conectoma y por qué importa tenerlo completo?
Un conectoma es un mapa exhaustivo de todas las conexiones neuronales de un sistema nervioso. No basta con saber cuántas neuronas existen ni cómo son individualmente: la función emerge de cómo se conectan.
El conectoma permite rastrear el flujo de información desde los sentidos hasta las decisiones motoras. Un ejemplo concreto: los investigadores ya trazaron el circuito ocelar, que le permite a la mosca orientar su cuerpo durante el vuelo en respuesta a estímulos visuales, y propusieron un mecanismo plausible de cómo funciona.
Pero quizás el hallazgo estructural más llamativo viene del análisis de red: el cerebro de la mosca presenta una organización de rich-club, con una gran población del 30% de las neuronas altamente conectadas entre sí. Una arquitectura que maximiza la comunicación global: en apenas cuatro saltos sinápticos, casi cualquier neurona del cerebro puede comunicarse con cualquier otra.
05
Los hallazgos que ya están llegando
Porque FlyWire hizo sus datos públicos desde el inicio, el conectoma ya fue utilizado en más de 50 publicaciones científicas antes incluso de que los artículos principales aparecieran en Nature.
👁️ Circuitos sensoriales
Cómo la visión, el olfato y el gusto se integran para guiar el comportamiento. Los circuitos del gusto, desconocidos durante décadas, pudieron ser identificados en poco tiempo.
🧠 8,453 tipos celulares
4,581 de ellos completamente nuevos, provenientes de regiones del cerebro nunca antes mapeadas en conectomas parciales anteriores.
🔗 Red de club rico
El 30% de las neuronas forman un núcleo altamente interconectado. Cuatro saltos bastan para conectar cualquier neurona con cualquier otra del cerebro.
🔬 Variabilidad individual
Aunque el cableado es en gran medida estereotipado entre individuos, comparaciones con el hemibrain revelan diferencias sutiles que aún se están estudiando.
06
De moscas a humanos
Este conectoma no es el destino: es la demostración de que el camino es viable. La tecnología desarrollada por FlyWire —en particular la integración de IA con verificación colaborativa masiva— acortará tiempos drásticamente para los siguientes proyectos.
El pez cebra es el siguiente objetivo, con un conectoma esperado en los próximos años. Más adelante, el ratón y eventualmente el humano —con aproximadamente 500 y 600,000 veces más neuronas que la mosca, respectivamente—. Un investigador del campo estima que en la próxima década veremos el primer conectoma completo de un cerebro de mamífero.
El cerebro humano tiene alrededor de 86,000 millones de neuronas y un número estimado de 100 billones de sinapsis. Estamos lejos de mapearlo por completo. Pero cada conectoma que resolvemos —desde el gusano hasta la mosca— nos entrega algo más valioso que un catálogo: nos entrega los principios de diseño con los que la evolución construye cerebros que piensan.
Referencias
Dorkenwald, S., et al. (2024). Neuronal wiring diagram of an adult brain. Nature, 634, 124–138. doi.org/10.1038/s41586-024-07558-y
Schlegel, P., et al. (2024). Whole-brain annotation and multi-connectome cell typing of Drosophila. Nature, 634, 139–152. doi.org/10.1038/s41586-024-07686-5
Shiu, P., et al. (2024). A Drosophila computational brain model reveals sensorimotor processing. Nature. doi.org/10.1038/s41586-024-07763-9
NIH Research Matters (2024). Complete wiring map of an adult fruit fly brain. nih.gov
NIMH Science Update (2024). Researchers fully map neural connections of the fruit fly brain. nimh.nih.gov
Princeton University News (2024). Mapping an entire (fly) brain: a step toward understanding diseases of the human brain. princeton.edu
Neuropsicolocos 
Deja un comentario