Los cerebros de las hembras de la mosca de la fruta tienen más neuronas que el cerebro de los machos, aunque estos últimos tiene más células protectoras de neuronas que sus correspondientes femeninas. Es posible que esta configuración se origine por los comportamientos diferentes de ambos sexos.
Una investigación desarrollada en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) ha descubierto que las hembras de las larvas de la mosca de la fruta tienen más neuronas que los machos.
Los científicos desarrollaron un nuevo enfoque para identificar neuronas, con una precisión y velocidad sobrehumanas, en el cerebro intacto de una larva de Drosophila, un importante organismo modelo de neurociencia conocido también como mosca de la fruta.
Los resultados revelaron menos neuronas y muchas más glías, un tipo de células que sostienen y protegen las neuronas, de lo que se pensaba anteriormente.
El equipo también descubrió diferencias inesperadas entre los cerebros de las larvas masculinas y femeninas, ya que las hembras tenían sustancialmente más neuronas que los machos.
Diferencias cerebrales
Más concretamente, observó que los cerebros de las larvas femeninas tienen alrededor de 10.300 neuronas, entre un 15% y un 30 % menos de lo estimado previamente, y alrededor de 3.800 células gliales, tres veces más de lo que se predijo anteriormente.
Sin embargo, los cerebros de las larvas masculinas tienen alrededor de 9.400 neuronas, casi un 10% menos de neuronas que las de las hembras. Pero tienen alrededor de un 4 por ciento más de células gliales que sus contrapartes femeninas, descubrieron los investigadores.
Los investigadores, que publican sus resultados en la revista eLife, concluyen que la estructura global emergente del cerebro masculino parece ser diferente a la del cerebro femenino.
También señalan su sorpresa porque, en la etapa de larva, Drosophila no tiene ningún órgano sexual externo, por lo que extraña encontrar una diferencia tan grande entre ambos cerebros.
Aunque actualmente no hay una explicación para estas diferencias sexuales, los investigadores especulan con que las diferencias de comportamiento pueden contribuir a la cantidad variable de neuronas y células gliales entre los cerebros masculino y femenino.
Proeza tecnológica
Determinar el número de neuronas es clave para el estudio de la estructura y función del cerebro. Pero contar neuronas a partir de imágenes de microscopía lleva mucho tiempo y el ojo humano se cansa fácilmente.
Para superar este problema, los investigadores generalmente cortan el tejido cerebral y luego cuentan la cantidad de células en una sección para estimar la cantidad total de neuronas en el cerebro.
Pero estos métodos son propensos a errores, porque asumen que la cantidad de neuronas u otras células es la misma en todo el cerebro.
Trabajando en larvas de Drosophila, Wei Jiao, científica postdoctoral, y sus colegas, usaron herramientas genéticas para expresar una etiqueta fluorescente que haría brillar solo el núcleo de una neurona.
Luego, tomaron imágenes del cerebro de las larvas utilizando una sofisticada técnica de microscopía que permite a los investigadores crear una imagen en 3D de una muestra sin dañarla.
Finalmente, el equipo pidió a las computadoras que inspeccionaran y analizaran las imágenes microscópicas. Análisis adicionales realizados por matemáticos dirigidos por Kathryn Hess, directora del Laboratorio de Topología y Neurociencia y profesora de la Escuela de Ciencias de la Vida de la EPFL, confirmaron las diferencias sexuales en el cerebro.
Cuando los investigadores analizaron los datos utilizando métodos de un área de las matemáticas llamada topología, que estudia la forma de los datos, pudieron predecir con un 99 % de precisión el sexo del animal solo a partir de la topología de su cerebro.
Saber más
Ahora que los investigadores han determinado con precisión el número de células cerebrales en la larva de Drosophila, quieren investigar cómo se conectan las neuronas entre sí y qué función tienen en el cerebro.
Para hacerlo, el autor principal del estudio, Brian McCabe, planea usar una serie similar de tecnologías que vinculan las herramientas genéticas con la creación de imágenes y el análisis de datos asistido por computadora, un enfoque que los investigadores han denominado 'robogenética', o genética para computadoras.
La robogenética podría impulsar el análisis de datos basado en computadora y permitir la investigación de datos biológicos por parte de teóricos, considera McCabe.
Referencia
Intact Drosophila central nervous system cellular quantitation reveals sexual dimorphism. Wei Jiao et al. eLife, Jul 8, 2022. DOI:https://doi.org/10.7554/eLife.74968
