Pesquisadores concluíram o primeiro mapeamento completo das conexões neurais entre o cérebro e o corpo de uma mosca-das-frutas adulta. A pesquisa revelou que muitos comportamentos parecem ser controlados por circuitos neurais distribuídos pelo sistema nervoso, e não por uma única região central do cérebro.

O estudo foi conduzido por cientistas da Escola de Medicina de Harvard e da Universidade de Princeton e publicado na revista Nature. Segundo os autores, o mapa poderá ajudar a compreender melhor o funcionamento do cérebro e do sistema nervoso, além de fornecer pistas para o desenvolvimento de sistemas de inteligência artificial inspirados em redes neurais biológicas.

O chamado conectoma reúne todas as conexões neurais entre os neurônios do cérebro e do sistema nervoso central da mosca-das-frutas (Drosophila melanogaster), oferecendo uma visão sem precedentes de como informações circulam entre cérebro e corpo.

Como os cientistas mapearam todas as conexões neurais

Pesquisas anteriores já haviam mapeado o cérebro completo da mosca-das-frutas, mas o novo trabalho avançou ao integrar também o cordão nervoso, estrutura considerada equivalente à medula espinhal dos vertebrados.

Com isso, os cientistas conseguiram acompanhar o caminho percorrido pelos sinais nervosos desde a recepção de estímulos sensoriais até a geração de movimentos e comportamentos.

Segundo a equipe, essa integração permite estudar o funcionamento do sistema nervoso de forma mais ampla, observando como diferentes regiões do corpo e do cérebro atuam em conjunto.

Para construir o conectoma, os pesquisadores cortaram uma única mosca-das-frutas em milhares de fatias microscópicas. Em seguida, utilizaram microscopia eletrônica para produzir milhões de imagens dos neurônios e de suas conexões.

Ferramentas de inteligência artificial ajudaram a alinhar os dados e reconstruir uma representação tridimensional do sistema nervoso.

O resultado foi um mapa capaz de mostrar como cada neurônio se conecta a outros neurônios por meio de sinapses individuais, revelando detalhes inéditos da organização neural do animal.

Descoberta desafia ideia de um centro de comando cerebral

Ao analisar o conectoma, os pesquisadores encontraram evidências de que muitos comportamentos não dependem exclusivamente de um centro de comando localizado no cérebro.

O movimento das pernas, por exemplo, parece ser coordenado principalmente por circuitos neurais locais presentes na própria região responsável por esse membro. Esses circuitos se comunicam entre si para produzir ações coordenadas, como caminhar.

Padrões semelhantes também foram identificados em estruturas relacionadas às asas, à alimentação e a outros comportamentos da mosca. Os resultados sugerem que o sistema nervoso funciona de maneira mais distribuída do que se imaginava, com diferentes módulos neurais trabalhando em conjunto para gerar respostas complexas.

O que o estudo revela sobre o funcionamento do cérebro

Embora a pesquisa tenha sido realizada em moscas-das-frutas, os cientistas acreditam que as descobertas podem ajudar a compreender princípios gerais da organização cerebral.

Ao longo das últimas décadas, estudos com esse inseto contribuíram para avanços importantes em áreas como memória, navegação, aprendizagem e processamento sensorial. Por isso, os pesquisadores consideram possível que mecanismos semelhantes também existam em outros animais.

A próxima etapa será investigar se esse modelo de controle neural distribuído também está presente em espécies mais complexas, como camundongos.