Cómo huele el cerebro

Al estudiar las predilecciones y disgustos olfativos de la mosca de la fruta, el neurocientífico Chris Potter pretende conocer el funcionamiento del cerebro humano.

Mosca de la fruta apareándose Imagen de la mosca de la fruta apareándose por Sarefo

Enero de 2011- Después de tener sexo con ella, la mosca de la fruta macho empapa a su pareja con una feromona. Esta potente sustancia química, aunque invisible para la nariz humana, es tan repugnante para las antenas de la mosca que repele a cualquier otro posible pretendiente durante horas.
El vinagre de sidra, en cambio, es tan atrayente para las moscas de la fruta que los insectos se apresuran a llegar a él, aunque el viaje acabe con ellas en escabeche.
El neurocientífico del Johns Hopkins Christopher Potter quiere saber cómo procesa el cerebro de las moscas esa información olfativa. En términos más generales, está utilizando la mosca como modelo para comprender el funcionamiento del cerebro olfativo humano. A pesar de su gran diferencia de tamaño, dice Potter, «el cerebro de la mosca y el cerebro humano tienen prácticamente la misma arquitectura subyacente para detectar los olores. Uno es un Pinto y el otro un Rolls Royce, pero las partes básicas son las mismas»
Sin embargo, en el cerebro se sabe poco sobre las neuronas que componen esas partes. «Sabemos lo que hace nuestra nariz, pero no lo que hace nuestro cerebro», dice Potter, profesor adjunto de Neurociencia. «No sabemos cómo se convierte la señal en asco o miedo. No sabemos cómo se interpreta la información». ¿Por qué el olor de una rosa se registra como un aroma dulce en nuestro cerebro mientras que la basura podrida se registra como, bueno, podrida?
Un día, en su laboratorio, Potter acerca un tubo de plástico transparente a la luz para mostrar el cerebro recién disecado de una mosca de la fruta. Apenas visible, la forma plumosa flota en un líquido transparente. Parece tan blanca y delicada como un copo de nieve. Este diminuto cerebro contiene unas 100.000 neuronas. Potter calcula que unas 5.000 de ellas están dedicadas al sentido del olfato. Para encontrar esas respuestas, Potter ha ideado un sofisticado conjunto de herramientas genéticas que le permiten controlar y supervisar la actividad de neuronas individuales en el cerebro de la mosca de la fruta. El sistema incluye tres elementos genéticos del hongo Neurospora que los científicos han clonado. Dos de los elementos genéticos pueden utilizarse juntos para «activar» la actividad de otros genes. Otro puede utilizarse para «apagar» la actividad de otros genes. Con esta caja de herramientas genéticas, dice Potter, él y su equipo de investigación pueden manipular neuronas individuales e incluso suprimir su actividad por completo. Publicó una descripción del sistema genético en la revista Cell del 30 de abril de 2010.

La caja de herramientas genéticas, explica Potter, también puede ayudarle a empezar a conectar las neuronas con los comportamientos. Si se silencia la neurona A, por ejemplo, ¿puede una mosca seguir detectando el olor a vinagre de sidra o a plátano maduro? Si se activa la neurona B, ¿seguirá una mosca retrocediendo ante el olor de la feromona de la mosca de la fruta?
Responder a estas preguntas implica realizar pruebas de comportamiento, en las que las moscas se colocan en un entorno con un olor que la especie normalmente encuentra agradable o repelente. En una de las pruebas, por ejemplo, se colocan dos tubos de cristal en un frasco, uno de los cuales contiene un odorante, como vinagre de sidra o feromona de la mosca de la fruta, y el otro contiene una sustancia de control, como agua. Unas trampas especiales cubren la abertura de cada tubo, permitiendo la entrada de las moscas pero no su salida. Durante el experimento, las moscas se colocan en el interior del frasco y se les permite volar hacia el tubo de su elección.
En las pruebas con moscas de la fruta normales, la mayoría de los insectos volarán hacia un tubo de vinagre de sidra o evitarán un tubo de feromona. Pero si un experimento en el que se utiliza un grupo de moscas alteradas genéticamente arroja un resultado diferente, eso es una pista de que la neurona en cuestión desempeña un papel en la capacidad de la mosca para detectar ese olor concreto.
Potter, que se incorporó al departamento de Neurociencia el pasado mes de marzo, está construyendo ahora el aparato que utilizará para otras pruebas de comportamiento. Esta investigación podría tener aplicaciones prácticas, señala Potter. Conocer más detalles sobre la respuesta del cerebro de la mosca a los distintos olores podría ayudar a los fabricantes a diseñar insecticidas de mayor calidad.
En términos más generales, la investigación también podría descubrir principios generales sobre cómo se transmite la información en el cerebro. «No entendemos realmente cómo nuestros cerebros toman la información sensorial y la traducen en una percepción», dice Potter. «Esta es una forma de entender cómo lo hacen». Y el modo en que la mosca procesa la información va a ser, en general, el mismo que el del ratón o el humano, añade.
-Melissa Hendricks

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