Os cientistas da Universidade da Califórnia em San Diego têm uma idéia muito mais clara, graças à evolução de um sistema avançado de imagem projetado para registrar atividades cerebrais ultra-precisas em moscas.

Chamado de “Flyception” quando foi anunciado em 2016 como um sistema que podia gravar moscas andando livremente, o novo “Flyception2” emprega um sistema de rastreamento e gravação mais avançado que permite que as moscas se movam sem inibição, permitindo que os pesquisadores estudem as atividades cerebrais durante comportamentos intrincados .

A tecnologia, que os pesquisadores dizem ter produzido a primeira imagem do que acontece no cérebro durante o acasalamento em qualquer organismo, é descrita em um artigo publicado na Nature Communications .

“Essa tecnologia tornou possível registrar o animal enquanto ele se move completamente sem restrições e sem restrições em nenhum sentido”, disse Ralph Greenspan, professor da Divisão de Ciências Biológicas e do Departamento de Ciência Cognitiva e diretor associado do Instituto Kavli para Cérebro e Mente (KIBM). “A força do sistema é que ele nos fornece informações em tempo real do que as células do cérebro estão fazendo e uma compreensão dos comportamentos sociais”.

Desenvolvido pelo primeiro autor Dhruv Grover e co-autor Takeo Katsuki, o Flyception2 apresenta um design inovador no qual os pesquisadores implantam cirurgicamente uma janela transparente na cabeça da mosca. Três marcadores triangulares na janela permitem gravar movimentos ultrarrápidos – uma taxa de 20 milímetros por segundo para moscas – enquanto eles interagem com outras moscas, com câmeras que rastreiam o animal e registram 1.000 quadros por segundo.

As gravações do Flyception2 revelaram informações sem precedentes das atividades cerebrais. Por exemplo, os neurocientistas sabem há muito tempo que as células nervosas do cérebro chamadas neurônios P1 são ativas durante o namoro. Isso foi confirmado com os dados do Flyception2 – quando uma mosca masculina se aproximou de uma fêmea, a atividade de P1 aumentou. Mas os cientistas ficaram surpresos ao ver que os neurônios P1 em moscas masculinas foram desligados posteriormente durante o sexo. Em vez disso, os dados revelaram que um neurônio conhecido como mAL, ligado a um neurotransmissor GABA, é ativado durante a cópula.

“Somente usando esse sistema fomos capazes de obter a surpresa de descobrir que os neurônios P1 estão inativos durante a cópula”, disse Grover. “Minha hipótese é que, à medida que os neurônios do mAL se ligam, a atividade neural de P1 diminui, sugerindo um efeito compensatório do mAL na oposição à atividade de P1”.

Os resultados iniciais são o primeiro passo para rastrear e dissecar uma série de comportamentos que o Flyception2 permite que os cientistas estudem. Observar o cérebro da mosca feminina durante o namoro e o acasalamento é uma área inexplorada de estudo, dizem os pesquisadores.

“Esperamos que esse tipo de avanço técnico, que só pode ser feito neste momento na mosca da fruta, possa começar a abrir caminho para outros organismos”, disse Greenspan. “Os cientistas estão começando a ser capazes de traçar paralelos entre as partes do cérebro que parecem ter evoluído dos mesmos precursores em invertebrados e mamíferos. À medida que as pessoas fazem mais estudos moleculares, seremos capazes de fazer esses paralelos com mais detalhes. . “

Além de Grover, Katsuki e Greenspan, os co-autores do estudo incluem Jinfang Li, da KIBM, e Thomas Dawkins, da KIBM, e o Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Jacobs School of Engineering da UC San Diego.