Eles podem andar, pairar e os machos podem até cantar canções de amor para cortejar companheiros - tudo isso com um cérebro que é mais minúsculo do que uma cabeça de alfinete.
Agora, pela primeira vez, cientistas que pesquisam o cérebro de uma mosca identificaram a posição, forma e conexões de cada uma de suas 130.000 células e 50 milhões de conexões.
É a análise mais detalhada do cérebro de um animal adulto já produzido.
Um dos principais especialistas do cérebro, independente da nova pesquisa, descreveu o avanço como um enorme salto em nossa compreensão de nossos próprios cérebros.
Um dos líderes da pesquisa disse que lançaria nova luz sobre “o mecanismo do pensamento”.
Gregory Jefferis, do Medical Research Councils Laboratory of Molecular Biology (LMB) em Cambridge, disse à BBC News que atualmente não temos ideia de como a rede de células cerebrais em cada uma de nossas cabeças nos permite interagir uns com os outros e com o mundo ao nosso redor.
“Quais são as conexões?
Como os sinais fluem através do sistema que pode nos permitir processar as informações para reconhecer seu rosto, que permite ouvir minha voz e transformar essas palavras em sinais elétricos?
“O mapeamento do cérebro da mosca é realmente notável e nos ajudará a ter uma compreensão real de como nossos próprios cérebros funcionam.” Temos um milhão de vezes mais células cerebrais, ou neurônios, do que a mosca da fruta que foi estudada.
Então, como o diagrama de fiação de um cérebro de inseto pode ajudar os cientistas a aprender como pensamos?
As imagens que os cientistas produziram, que foram publicadas na revista Nature, mostram um emaranhado de fiação que é tão bonito quanto complexo.
Sua forma e estrutura são a chave para explicar como um órgão tão pequeno pode realizar tantas tarefas computacionais poderosas.
Desenvolver um computador do tamanho de uma semente de papoula capaz de todas essas tarefas está muito além da capacidade da ciência moderna.
O Dr. Mala Murthy, outro dos co-líderes do projeto, da Universidade de Princeton, disse que o novo diagrama de fiação, conhecido cientificamente como um conectoma, seria “transformador para os neurocientistas”.
“Isso ajudará os pesquisadores a tentar entender melhor como um cérebro saudável funciona.
No futuro, esperamos que seja possível comparar o que acontece quando as coisas dão errado em nossos cérebros.” Essa é uma visão apoiada pela Dra. Lucia Prieto Godino, líder do grupo de pesquisa do cérebro no Instituto Francis Crick, em Londres, que é independente da equipe de pesquisa.
Os pesquisadores completaram os conectomas de um verme simples que tem 300 fios e um verme que tem três mil, mas ter um conectoma completo de algo com 130.000 fios é um feito técnico incrível que abre o caminho para encontrar os conectomas para cérebros maiores, como o mouse e talvez em várias décadas o nosso.
Os pesquisadores foram capazes de identificar circuitos separados para muitas funções individuais e mostrar como eles estão conectados.
Os fios envolvidos com o movimento, por exemplo, estão na base do cérebro, enquanto aqueles para processar a visão estão para o lado.
Há muitos mais neurônios envolvidos neste último porque ver requer muito mais poder computacional.
Embora os cientistas já soubessem sobre os circuitos separados, eles não sabiam como eles estavam conectados entre si.
Outros pesquisadores já estão usando os diagramas de circuito, por exemplo, para descobrir por que as moscas são tão difíceis de swat.
Os circuitos de visão detectam de que direção o seu jornal está vindo, e eles passam o sinal para as pernas das moscas.
Mas, crucialmente, eles enviam um sinal de salto mais forte para as pernas voltadas para longe do objeto de sua morte iminente.
Então você poderia dizer que eles saltam sem ter que pensar – literalmente mais rápido do que a velocidade do pensamento.
Essa descoberta pode explicar por que nós, humanos, raramente esmagamos moscas.
O diagrama de fiação foi feito cortando um cérebro de mosca usando o que é essencialmente um ralador de queijo microscópico, fotografando cada uma das 7.000 fatias e colocando-as digitalmente.
Em seguida, a equipe de Princeton aplicou inteligência artificial para extrair as formas e conexões de todos os neurônios.
Mas a IA não era perfeita – os pesquisadores ainda tinham que corrigir mais de três milhões de erros à mão.
Isso em si foi um tour de force técnico, mas o trabalho foi apenas metade feito.
O mapa por si só não tinha sentido a menos que houvesse uma descrição do que cada fio deveria fazer, de acordo com o Dr. Philipp Schlegel, que também é do Laboratório de Biologia Molecular dos Conselhos de Pesquisa Médica.
“Esses dados são um pouco como o Google Maps, mas para cérebros: o diagrama de fiação crua entre neurônios é como saber quais estruturas correspondem a ruas e edifícios.
Descrever os neurônios é como adicionar os nomes para ruas e cidades, horários de abertura de negócios, números de telefone, revisões, etc.
para o mapa.
O conectoma de mosca está disponível para qualquer cientista que queira usá-lo para orientar suas pesquisas.
O Dr. Schlegel acredita que o mundo da neurociência verá “uma avalanche de descobertas nos próximos dois anos” graças a este novo mapa.
Um cérebro humano é muito maior do que o da mosca, e ainda não temos a tecnologia para capturar todas as informações sobre sua fiação.
Mas os pesquisadores acreditam que talvez em 30 anos possa ser possível ter um conectoma humano.
O cérebro da mosca, dizem eles, é o começo de uma nova e mais profunda compreensão de como nossas próprias mentes funcionam.
A pesquisa foi conduzida por uma grande colaboração internacional de cientistas, chamada FlyWire Consortium.