Un atlas del cerebro de los mosquitos pretende revelar los circuitos neuronales del comportamiento

La cabeza de un mosquito tiene el tamaño de la punta de un lápiz, pero es muy peligrosa: es el sistema de transmisión de la malaria, la fiebre amarilla y el Zika, entre otras enfermedades de transmisión sanguínea. En la mayoría de las especies de mosquitos, las hembras son el sexo más peligroso. Son las que beben -y transfieren- sangre.

Ahora, por primera vez, los investigadores han construido un atlas del cerebro del mosquito hembra. El recurso, disponible de forma gratuita en mosquitobrains.org, traza un mapa cerebral que puede ayudar a revelar los circuitos que motivan a las hembras a picar.

«Estamos tratando de construir el campo de la neurobiología de los mosquitos», dice la investigadora del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) Leslie Vosshall, que dirigió el trabajo. Espera que el nuevo atlas permita a los investigadores de mosquitos de todo el mundo compartir datos y comprender mejor qué partes del cerebro del mosquito impulsan diferentes comportamientos.

«En algún lugar de ese cerebro femenino se encuentra el impulso para percibir a los humanos, volar hacia ellos, aterrizar en ellos y picar y beber la sangre de los humanos», dice Vosshall, neurobióloga de la Universidad Rockefeller. «En algún lugar de ese cerebro es donde residen la toma de decisiones, la motivación y el hambre.»

El atlas cerebral de los mosquitos pretende revelar los circuitos neuronales del comportamiento Slideshow

Un nuevo atlas del cerebro de los mosquitos ofrece a los científicos un vistazo al interior de las cabezas de los mosquitos (se muestra el mosquito Aedes aegypti) y podría proporcionar pistas sobre el comportamiento.

Crédito: ©Alex Wild, utilizado con permiso

La investigadora del HMI Leslie Vosshall deja que un mosquito se alimente de ella en la sala de mosquitos de la Universidad Rockefeller.

Crédito: ©Alex Wild, utilizado con permiso

Las hembras del mosquito Aedes aegypti (una de ellas en la imagen) se alimentan de sangre. El mapeo de grupos de neuronas dentro del cerebro podría ayudar a los investigadores a entender el circuito que hay detrás de la alimentación y otros comportamientos.

Crédito: ©Alex Wild, utilizado con permiso

Mientras que los mosquitos macho son estrictamente vegetarianos, las hembras pican y se alimentan de seres humanos y otros animales para proporcionarles nutrientes para desarrollar sus huevos. Pero nadie sabe qué partes del cerebro impulsan este comportamiento de picadura – o cualquier otro comportamiento, dice Vosshall. Para ayudar a responder a esta pregunta, los investigadores necesitan primero un mapa que establezca cómo se conectan las aproximadamente 100.000 neuronas de los mosquitos. Así que hace un año, Vosshall y sus colegas se propusieron crear uno: empezaron a teñir y fotografiar minuciosamente cerebros de docenas de hembras de mosquitos Aedes aegypti.

Meg Younger, una becaria postdoctoral del laboratorio de Vosshall que encabezó el proyecto, unió cada imagen, promediando las sutiles idiosincrasias de los cerebros individuales para generar un atlas representativo. El atlas describe la ubicación de los grupos de neuronas dentro del cerebro, como si se les diera una dirección. En el pasado, los investigadores tenían una vaga idea de dónde residían ciertas neuronas, dice Vosshall, «pero ahora pueden trazar un mapa bastante exacto utilizando este sitio web».

Con el recurso disponible en línea, los científicos pueden superponer sus datos en el cerebro de referencia y ver cómo las neuronas que están estudiando se relacionan con las que están siendo estudiadas por otros grupos. «La gente puede ver inmediatamente de un vistazo cómo se relacionan estos diferentes conjuntos de neuronas entre sí», dice Vosshall.

Los investigadores también pueden superponer las funciones de las neuronas individuales en el cerebro de referencia, lo que ayuda a trazar el circuito de los diferentes comportamientos, como la forma en que los mosquitos perciben los olores. Entender por qué los mosquitos deciden picar a determinadas personas podría ayudar a los investigadores a desarrollar nuevas herramientas para reducir la propagación de las enfermedades transmitidas por los mosquitos.

A continuación, dice Younger, el equipo quiere desarrollar un cerebro de referencia para el mosquito macho. Dado que las hembras pican y los machos no, entender cómo difieren los cerebros de los dos sexos podría proporcionar aún más información sobre el comportamiento.

El desarrollo de un atlas cerebral en otras especies de insectos ha demostrado ser inestimable para entender qué neuronas están involucradas en diferentes comportamientos. En las moscas de la fruta, por ejemplo, los investigadores del Campus de Investigación Janelia del HHMI han identificado neuronas en el cerebro de la mosca de la fruta que están relacionadas con la marcha, el acicalamiento de las alas e incluso la agresión.

«Esperamos que mosquitobrains.org sea el motor que permita a los biólogos de mosquitos comprender la base neural del comportamiento de los mosquitos», dice Younger. Cree que la herramienta podría ser un nuevo motor de colaboración.