Mosquito Brain Atlas Aims to Reveal Neural Circuitry of Behavior

La testa di una zanzara è grande come la punta di una matita, ma ha un potere pericoloso: è il sistema di distribuzione della malaria, della febbre gialla e di Zika, tra le altre malattie trasmesse per via ematica. Nella maggior parte delle specie di zanzare, le femmine sono il sesso più pericoloso. Sono quelle che bevono – e trasferiscono – il sangue.

Ora, per la prima volta, i ricercatori hanno costruito un atlante del cervello della zanzara femmina. La risorsa, disponibile gratuitamente su mosquitobrains.org, traccia una mappa del cervello che può infine aiutare a rivelare il circuito che motiva le zanzare femmina a mordere.

“Stiamo cercando di costruire il campo della neurobiologia delle zanzare”, dice il ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Leslie Vosshall, che ha guidato il lavoro. Spera che il nuovo atlante permetterà ai ricercatori di zanzare di tutto il mondo di condividere i dati e capire meglio quali parti del cervello della zanzara guidano i diversi comportamenti.

“Da qualche parte in quel cervello femminile c’è la spinta a percepire gli umani, volare verso gli umani, atterrare sugli umani, e mordere e bere il sangue degli umani”, dice Vosshall, un neurobiologo presso la Rockefeller University. “Da qualche parte in quel cervello è dove risiedono il processo decisionale, la motivazione e la fame.”

Mosquito Brain Atlas mira a rivelare il circuito neurale del comportamento Slideshow

Un nuovo atlante del cervello di zanzara offre agli scienziati una sbirciata all’interno della testa delle zanzare (la zanzara Aedes aegypti mostrata) e potrebbe fornire indizi sul comportamento.

Credito: ©Alex Wild, used by permission

Il ricercatore dell’HMI Leslie Vosshall lascia che una zanzara si nutra di lei nella stanza delle zanzare alla Rockefeller University.

Credit: ©Alex Wild, used by permission

Le zanzare femmine Aedes aegypti (una mostrata) si nutrono di sangue. La mappatura di gruppi di neuroni all’interno del cervello potrebbe aiutare i ricercatori a capire il circuito dietro l’alimentazione e altri comportamenti.

Credit: ©Alex Wild, usato con permesso

Mentre le zanzare maschio sono strettamente vegetariane, le femmine mordono e si nutrono di esseri umani e altri animali per fornire nutrimento alle uova in via di sviluppo. Ma nessuno sa quali parti del cervello guidano questo comportamento di mordere – o qualsiasi comportamento, dice Vosshall. Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno bisogno prima di tutto di una mappa che spieghi come i circa 100.000 neuroni delle zanzare siano collegati tra loro. Così circa un anno fa, Vosshall e i colleghi hanno deciso di farne una: hanno iniziato a colorare e fotografare scrupolosamente i cervelli di decine di zanzare Aedes aegypti femmina.

Meg Younger, un borsista post-dottorato nel laboratorio di Vosshall che ha guidato il progetto, ha cucito insieme ogni immagine, facendo una media delle sottili idiosincrasie dei singoli cervelli per generare un atlante rappresentativo. L’atlante descrive la posizione di gruppi di neuroni all’interno del cervello – come dare loro un indirizzo di casa. In passato, i ricercatori avevano una vaga idea di dove risiedessero certi neuroni, dice Vosshall, “ma ora possono mapparli abbastanza esattamente usando questo sito web.”

Con la risorsa disponibile online, gli scienziati possono sovrapporre i loro dati al cervello di riferimento e vedere come i neuroni che stanno studiando si riferiscono a quelli studiati da altri gruppi. “Le persone possono vedere immediatamente a colpo d’occhio come questi diversi gruppi di neuroni si relazionano tra loro”, dice Vosshall.

I ricercatori possono anche stratificare le funzioni dei singoli neuroni sul cervello di riferimento, aiutando a mappare i circuiti di diversi comportamenti, come il modo in cui le zanzare percepiscono gli odori. Capire perché le zanzare scelgono di mordere certe persone può alla fine aiutare i ricercatori a sviluppare nuovi strumenti per ridurre la diffusione delle malattie trasmesse dalle zanzare.

In seguito, dice Younger, il team vuole sviluppare un cervello di riferimento per la zanzara maschio. Poiché le femmine mordono e i maschi no, capire come i cervelli dei due sessi differiscono potrebbe fornire ancora più intuizioni sul comportamento.

Lo sviluppo di un atlante del cervello in altre specie di insetti si è dimostrato prezioso per capire quali neuroni sono coinvolti nei diversi comportamenti. Nei moscerini della frutta, per esempio, i ricercatori del Janelia Research Campus di HHMI hanno identificato i neuroni nel cervello del moscerino della frutta che sono collegati alla camminata, alla pulizia delle ali e persino all’aggressività.

“Speriamo che mosquitobrains.org sia il motore che permette ai biologi delle zanzare di capire le basi neurali del comportamento delle zanzare”, dice Younger. Lei pensa che lo strumento potrebbe essere un nuovo motore per la collaborazione.

Sono convinto che lo strumento potrebbe essere un nuovo motore per la collaborazione.