Um consórcio internacional integrado por dezenas de instituições de neurociência e laboratórios de microscopia eletrônica anunciou a conclusão bem-sucedida do segundo conectoma integral de uma mosca da fruta adulta (Drosophila melanogaster). O projeto alcançou o mapeamento meticuloso de cada um dos mais de 130 mil neurônios e aproximadamente 50 milhões de conexões sinápticas que compõem o encéfalo do inseto. A reconstrução sináptica de 130 mil neurônios e 50 milhões de conexões no cérebro da mosca da fruta representa uma das maiores façanhas da microscopia eletrônica e da neurociência contemporânea.

Para viabilizar a proeza anatômica, o cérebro do animal foi seccionado em milhares de fatias ultrafinas com espessura de poucos nanômetros, digitalizadas por feixes de elétrons e posteriormente reconstruídas em ambiente tridimensional com o auxílio de algoritmos especializados de visão computacional. O segundo conectoma concluído permitiu aos pesquisadores comparar variações individuais de fiação neural entre diferentes espécimes pela primeira vez na história da ciência biológica. O estudo revelou como circuitos neurais altamente especializados processam informações sensoriais e coordenam reflexos vitais com uma fração microscópica do consumo energético exigido por supercomputadores digitais.

Os resultados revelaram que, embora os circuitos dedicados a comportamentos vitais básicos como navegação visual, voo e reflexos de fuga apresentem uma simetria e padronização quase perfeitas entre indivíduos da mesma espécie, os circuitos responsáveis por decisões olfativas complexas e aprendizado associativo exibem considerável flexibilidade e plasticidade sináptica individual. A comparação entre os conectomas de diferentes espécimes permitiu aos pesquisadores identificar padrões de plasticidade sináptica que explicam a capacidade de adaptação e aprendizado comportamental dos insetos.

Para a neurociência médica e a engenharia de computação bioinspirada, a disponibilidade de um diagrama elétrico completo do cérebro serve como uma pedra de roseta para entender como redes biológicas computam informações complexas consumindo uma fração de microwatt de energia química. Engenheiros esperam replicar a arquitetura desses circuitos em chips neuromórficos e sensores autônomos de navegação espacial. Engenheiros de computação esperam utilizar as descobertas da pesquisa para desenvolver novas arquiteturas de redes neurais artificiais e processadores bioinspirados de altíssima eficiência energética.

O banco de dados completo contendo o mapeamento tridimensional e ferramentas de navegação interativa foi disponibilizado publicamente sem restrições para a comunidade científica internacional. Pesquisadores esperam que o modelo sirva de ponte para futuros projetos de conectômica em organismos com cérebros ainda mais complexos, como camundongos e primatas. O mapeamento tridimensional completo foi disponibilizado abertamente para cientistas de todo o mundo, impulsionando novas frentes de investigação sobre o funcionamento das redes neurais biológicas em organismos mais complexos.