Un mapa de 166.700 neuronas muestra dónde divergen los cerebros de moscas macho y hembra

¿Cómo se transforman las diferencias genéticas entre sexos en circuitos capaces de orientar conductas distintas? Para abordar la pregunta en un sistema nervioso entero, un consorcio internacional reconstruyó el cerebro y el cordón nervioso ventral de una mosca de la fruta macho. El resultado es un conectoma: un mapa que identifica neuronas y las sinapsis mediante las cuales se conectan. Por primera vez, un mapa de este tipo cubre en el mismo macho adulto el cerebro, los lóbulos ópticos y la estructura funcionalmente análoga a la médula espinal de los vertebrados.

Los investigadores cortaron el sistema nervioso central de un solo macho de Drosophila melanogaster en secciones extremadamente finas y registraron cada superficie con microscopía electrónica. Algoritmos de inteligencia artificial alinearon millones de imágenes y reconstruyeron formas celulares en tres dimensiones; especialistas corrigieron y anotaron el resultado. El trabajo, publicado en Cell, reúne 166.700 neuronas, 124 millones de conexiones sinápticas y 11.710 tipos celulares identificables entre animales. Los autores estiman que la revisión humana equivalió a 44 años de trabajo.

El equipo comparó la reconstrucción masculina con mapas femeninos existentes. Casi el 95% de las neuronas cerebrales aparecen como tipos compartidos por ambos sexos. Algo menos del 5% de las células masculinas eran exclusivas del macho o sexualmente dimórficas —presentes en ambos sexos, pero distintas en forma o conexiones—, frente a menos del 3% en el cerebro femenino. No estaban distribuidas al azar: se concentraban en regiones superiores asociadas con la toma de decisiones y el control conductual.

Esa pequeña fracción celular tuvo un alcance mayor en el cableado. Cerca del 12% de las neuronas del cerebro masculino mostró diferencias de conectividad asociadas con el sexo, frente al 4% informado para el cerebro femenino. Muchas neuronas dimórficas expresaban fruitless y doublesex, genes que participan en la determinación sexual de las moscas. El mapa muestra que forman núcleos densamente conectados capaces de redirigir señales sensoriales hacia circuitos distintos; por sí solo, no demuestra qué conducta causa cada conexión.

Incluir cerebro y cordón nervioso en una reconstrucción continua cambia las preguntas posibles. En vez de examinar un tramo aislado, los investigadores pueden seguir rutas completas desde entradas visuales, olfativas o gustativas hasta neuronas motoras que controlan patas, alas y otras estructuras. El conjunto de datos está disponible públicamente bajo licencia CC BY para consultas, comparaciones y pruebas de hipótesis.

El conectoma masculino es un plano detallado, no una grabación del sistema en actividad. Proporciona lugares y conexiones candidatos para experimentos sobre cortejo, agresión, alimentación y movimiento. Confirmar cómo esos circuitos producen diferencias conductuales exigirá registrar actividad y alterar neuronas concretas en animales vivos, además de repetir comparaciones entre individuos. El avance consiste en hacer posible esa cadena experimental a escala sistémica.