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Os neurônios são as células sinalizadoras do sistema nervoso, transmitindo mensagens que governam tudo, desde o movimento até o apetite. Com cerca de 86 mil milhões de neurónios, a rede sináptica do cérebro humano assemelha-se a uma pilha emaranhada de esparguete quando vista em imagens brutas. O Consórcio FlyWire, composto por cientistas e rastreadores treinados de mais de 127 instituições, transformou agora esta complexidade no primeiro conectoma completo de um cérebro inteiro de uma mosca da fruta adulta.

Usando 21 milhões de imagens de alta resolução, a equipe aplicou técnicas de rastreamento automatizadas e orientadas por IA para desembaraçar os circuitos. O atlas 3D resultante contém quase 140.000 neurônios, mais de 50 milhões de sinapses e cerca de 100.000 tipos de células anotadas – todos começando em 2019. O artigo principal foi publicado na Nature .

"O que fizemos foi construir um atlas do cérebro e adicionar anotações para todas as empresas, os edifícios, os nomes das ruas. Com isso, os pesquisadores estão agora equipados para navegar cuidadosamente pelo cérebro, enquanto tentamos entendê-lo." – Dr. Sven Dorkenwald, Universidade de Princeton.

Esta realização supera modelos anteriores, como a rede de 302 neurónios de uma lombriga adulta e a larva de 3000 neurónios da mosca da fruta, em várias ordens de grandeza.

Por que o modelo cerebral da mosca da fruta pode ajudar na pesquisa neurológica humana

Christoph Burgstedt/biblioteca de fotos científicas/Getty Images

Embora uma mosca da fruta possa parecer distante da neurociência humana, o seu cérebro partilha características fundamentais:60% do nosso ADN – incluindo genes relacionados com o jet lag, aprendizagem e anomalias cromossómicas – é conservado, e 75% das doenças genéticas humanas têm paralelos na Drosophila. Essa semelhança torna a mosca um modelo inestimável para o estudo de distúrbios neurológicos.

Muitas doenças debilitantes, como Alzheimer, Parkinson e demência, atualmente não têm cura; o tratamento se concentra apenas no alívio dos sintomas. Com este atlas abrangente, os pesquisadores podem identificar como neurônios e circuitos específicos diferem entre cérebros saudáveis ​​e doentes, abrindo caminhos para terapias de precisão. Um estudo de 2019 demonstrou que as moscas da fruta podem modelar a dor crónica, sugerindo outras possibilidades de tradução.

O Consórcio FlyWire também lançou um Codex gratuito, baseado na Web, que permite aos cientistas de todo o mundo explorar o mapa sem software avançado ou grandes downloads. No início de outubro de 2024, mais de 10.000 utilizadores tinham-se registado e novas experiências já estavam em curso. Foram fornecidos recursos educacionais para estudantes do ensino médio e universitário para ampliar o impacto do modelo.