El cerebro de la mosca del vinagre desempeña funciones que, por lo general, se asocian solo con el de los mamíferos
¿Puede el cerebro de una mosca del vinagre tener algo en común con el de un ser humano? El primer impulso ante esta pregunta sería reírnos: después de todo, estamos comparando el cerebro humano evolucionado con el de un pequeño insecto. Sin embargo, la verdad es que, sin importar su tamaño, el cerebro de todos los animales funciona de una manera similar y, hace poco, se aportaron más pruebas sobre este hecho en un estudio respaldado por el proyecto HBP SGA3, financiado con fondos europeos.
En el estudio, publicado en la revista científica «Nature», se revela que la mosca del vinagre («Drosophila melanogaster») tiene capacidades cognitivas más avanzadas de lo que los científicos pensaban hasta ahora. Los investigadores descubrieron que este insecto puede desempeñar procesos cognitivos como la atención, la memoria de trabajo y la conciencia, habilidades que generalmente solo se asocian con los mamíferos. Al combinar comportamientos de realidad virtual con manipulaciones neurogenéticas e imágenes cerebrales «in vivo», observaron la formación, la distracción y el desvanecimiento final de un rastro de memoria en el cerebro de la mosca del vinagre.
«A pesar de la falta de similitudes anatómicas obvias, esta investigación alude al funcionamiento cognitivo cotidiano: a qué le prestamos atención y cómo lo hacemos», señala el autor principal del estudio, el catedrático Ralph Greenspan, del Instituto Kavli del Cerebro y la Mente (KIBM, por sus siglas en inglés) de la Universidad de California en San Diego, en una noticia publicada en el sitio web de la universidad. «Dado que todos los cerebros evolucionaron a partir de un ancestro común, podemos establecer parecidos entre las regiones cerebrales de la mosca del vinagre y los mamíferos en función de características moleculares y de cómo almacenamos nuestros recuerdos».
En la arena de realidad virtual
Para investigar el comportamiento de la mosca del vinagre, los investigadores construyeron un entorno virtual inmersivo, que consistía en una arena panorámica que proporcionaba estimulación visual y un láser infrarrojo que servía de estímulo térmico aversivo. Las moscas estaban atadas, pero podían batir sus alas libremente, y se les presentó la ilusión de volar sin ninguna limitación a través de la realidad virtual, que se actualizaba de forma continua gracias a unas cámaras de visión artificial en tiempo real que rastreaban los movimientos de las alas de las moscas.
Los investigadores emplearon tareas de condicionamiento en las que se permitía a las moscas alejarse de una imagen asociada con un estímulo térmico aversivo (una T vertical) o acercarse a otra imagen no asociada con el calor (una T invertida). Se probaron dos tipos de condicionamiento: condicionamiento de retardo y condicionamiento de traza. En el condicionamiento de retardo, la estimulación visual se superpuso en el tiempo y terminó junto con el calor. En el condicionamiento de traza, el calor se administraba entre cinco y veinte segundos después de mostrar y retirar el estímulo visual. En el tiempo intermedio, las moscas retenían un rastro del estímulo visual en su cerebro.
El seguimiento de la actividad del calcio en tiempo real permitió al equipo registrar la formación y la duración de los recuerdos vivos de las moscas. Cuando se introdujo una distracción en forma de un suave soplo de aire, la memoria visual se desvanecía de forma más rápida en el cerebro de las moscas.
«Este trabajo demuestra no solo que la mosca del vinagre es susceptible a esta forma superior de condicionamiento de traza, y que se puede producir una distracción en el aprendizaje igual que en los mamíferos y los seres humanos, sino que la actividad neuronal que subyace a estos procesos de atención y memoria de trabajo en la mosca del vinagre muestra una notable similitud con la de los mamíferos», afirma el primer autor del estudio, el doctor Dhruv Grover, también del KIBM. «Este trabajo revela que la mosca del vinagre podría constituir un modelo robusto para estudiar funciones cognitivas superiores. En resumen: la mosca del vinagre sigue sorprendiendo por lo inteligente que es». El proyecto de tres años de duración HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) finaliza en 2023.
