Un matemático e informático de la Universidad Johns Hopkins se unió a un equipo internacional de neurocientíficos para crear un mapa completo del centro de aprendizaje y memoria del cerebro de la larva de la mosca de la fruta, un primer paso para mapear cómo funcionan todos los cerebros animales.
en un artículo en la edición actual de la revista Naturaleza , el equipo informó sobre la elaboración del mapa, conocido como "conectoma"
El proyecto podría servir de guía a medida que los científicos avanzan por el reino animal y eventualmente trazan conexiones entre las neuronas en el cerebro de los mamíferos. La parte del cerebro de la larva de la mosca de la fruta utilizada en el estudio corresponde aproximadamente a la corteza cerebral en los mamíferos.
"Nadie ha hecho un conectoma completo antes", aparte de un cerebro de gusano redondo con aproximadamente 300 neuronas, dijo Carey E. Priebe, profesor de matemática aplicada y estadística en la Escuela de Ingeniería Whiting de Johns Hopkins.
La porción del cerebro de la larva de la mosca de la fruta mapeada en este proyecto incluye aproximadamente 1,600 de las 10,000 neuronas contenidas en el cerebro completo de una larva. El cerebro de la mosca de la fruta adulta comprende aproximadamente 100,000 neuronas, y el salto en complejidad para los mamíferos es aún mayor.En la parte superior de la cadena, el cerebro humano contiene 86 mil millones a 100 mil millones de neuronas.
Para la investigación recientemente publicada, Priebe y Youngser Park, un científico informático en el Centro de Ciencia de Imágenes de la Escuela Whiting, hicieron un análisis estadístico de las conexiones entre las neuronas que los neurocientíficos mediante microscopía electrónica encontraron en el cerebro de la larva de la mosca de la fruta. Priebe y Parkformaron parte de un grupo de 17 científicos de ocho instituciones de investigación en los Estados Unidos, el Reino Unido y Alemania que participaron en este trabajo.
El análisis de Priebe y Park revela patrones de conexiones entre los seis tipos de neuronas que previamente habían sido mal entendidas o eran completamente desconocidas, lo que contribuye a una mejor comprensión de cómo funciona esta porción del cerebro de la larva de la mosca de la fruta. El desafío es más o menos análogo aordenar las relaciones de todas las partes de una red eléctrica compleja.
La nueva investigación se centró estrictamente en las conexiones estructurales, dejando de lado las preguntas funcionales sobre cómo las conexiones están asociadas con comportamientos particulares. Estas preguntas fueron abordadas en una investigación en la que Priebe y Park también trabajaron y que se publicó hace tres años en la revista ScienceEn ese caso, los científicos identificaron 29 comportamientos separados de la larva de la mosca de la fruta, que incluyen gatear hacia adelante y hacia atrás, rodar, encorvarse y alejarse de olores específicos. Los dos investigadores de Johns Hopkins mapearon las neuronas que desencadenan esas acciones.
Unos meses después de que se publicara ese trabajo en 2014, Priebe recibió una subvención de $ 300,000 por dos años de la National Science Foundation para continuar el trabajo en circuitos cerebrales junto con neurocientíficos del Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes en Virginia. NueveLos científicos de Janelia trabajaron en la nueva investigación publicada en Nature.
El programa NSF apoya la Iniciativa BRAIN de $ 100 millones lanzada por el entonces presidente Barack Obama en 2013. El esfuerzo reúne el trabajo de varias agencias para acelerar el desarrollo de nuevas tecnologías en neurociencia para ayudar a los investigadores a comprender cómo funciona el cerebro.
Si bien Priebe no espera ver un conectoma estructural completo a nivel de sinapsis para el cerebro humano completado en su vida, dijo que el nuevo trabajo lleva el esfuerzo un poco más adelante.
"Es un paso", dijo Priebe. "Es un paso temprano, pero es un paso".
Priebe y Park fueron apoyados en su trabajo en este proyecto por el premio BRAIN EAGER de la National Science Foundation DBI-1451081.
Las otras instituciones de investigación que participaron en este proyecto fueron el campus de Howard Hughes Medical Institute Janelia, la Universidad de Columbia, la Universidad de Cambridge, la Universidad de Konstanz, el Instituto Leibniz de Neurobiología, la Universidad Otto von Guericke y el Centro de Ciencias del Cerebro del Comportamiento.
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Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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