Investigadores estudian cómo el cerebro convierte estímulos táctiles en movimientos precisos. Usando moscas de la fruta, han identificado circuitos neuronales que podrían explicar comportamientos repetitivos en humanos.
Por: Laura Guio
En una entrevista exclusiva de la revista Medicina y Salud Pública con el Dr. Andrew Seeds, profesor asociado y director del Instituto de Neurobiología del Recinto de Ciencias Médicas de la Universidad de Puerto Rico, revela cómo el estudio de las moscas de la fruta permite entender la base neural de la percepción táctil y su relación con comportamientos repetitivos.
El tacto es mucho más que una sensación; es un desencadenante fundamental del comportamiento. "Nuestro interés es comprender cómo los circuitos neuronales forman comportamientos complejos al ensamblar secuencias de diferentes movimientos", explicó el Dr. Seeds.
Este enfoque llevó a su laboratorio a adentrarse en el procesamiento táctil, una función esencial del sistema nervioso.
"Por ejemplo, si alguien me hace cosquillas en el brazo, mi cerebro debe reconocer con precisión dónde ocurrió esa sensación y generar una respuesta dirigida, como rascarme justo en ese lugar", ilustró.
La gran pregunta detrás de este fenómeno aparentemente simple es: ¿cómo el cerebro representa internamente el cuerpo y traduce una señal sensorial en una acción dirigida? Para responderla, Seeds y su equipo recurrieron a un modelo sorprendente pero altamente eficiente: la mosca de la fruta.
Moscas que enseñan sobre cerebros
Aunque las moscas parezcan criaturas lejanas a los humanos, su cerebro comparte principios fundamentales con el nuestro. "Estudiamos Drosophila porque tienen un sistema nervioso mucho más simple que el humano, pero sus neuronas funcionan de forma muy similar", explicó el Dr. Seeds.
Además, las moscas ofrecen una ventaja clave: "Son uno de los mejores modelos para mapear la conectividad de los circuitos neuronales". Gracias a herramientas genéticas avanzadas, su equipo ha identificado neuronas mecanosensoriales en la superficie del cuerpo de la mosca que detectan toques en ubicaciones específicas.
"Estas neuronas sensoriales proyectan al cerebro, donde se conectan con otras neuronas que producen respuestas comportamentales apropiadas", indicó. La investigación se ha centrado en trazar con precisión esas conexiones para entender cómo un estímulo físico se convierte en una acción.
Del estímulo al movimiento: ¿cómo reacciona el cerebro?
En la mosca, los circuitos táctiles que Seeds ha mapeado se conectan con el equivalente a nuestro tronco encefálico.
Desde ahí, "proyectan hacia otras áreas del sistema nervioso como su ´médula espinal´, y esas neuronas descendentes son las que impulsan los movimientos específicos de respuesta", explicó.
Este mecanismo es esencial para comprender cómo el sistema nervioso convierte una señal táctil en una conducta coordinada, y en última instancia, cómo se construyen secuencias de comportamiento a partir de múltiples estímulos.
Placer, dolor y amenaza: El cerebro como intérprete
Una de las funciones más complejas del sistema táctil es distinguir entre distintos tipos de estímulos: desde una caricia hasta un pinchazo. "Al igual que en los humanos, las moscas tienen varios tipos de neuronas mecanosensoriales especializadas", señaló Seeds.
Cada tipo responde a un tipo de estímulo específico —placentero, doloroso, amenazante— y el sistema nervioso organiza estas señales para generar la respuesta más adaptativa posible. Este principio compartido entre especies refuerza la idea de que estudiar organismos simples puede ofrecer pistas poderosas sobre el cerebro humano.
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Arquitectura genética del tacto: ¿cómo se desarrolla este sistema?
El equipo también ha investigado cómo se forman estos circuitos durante el desarrollo. "Lo que descubrimos es que todos los circuitos que responden a estímulos táctiles provienen de una misma célula madre", reveló.
A partir de esa célula, se generan neuronas que se especializan en distintas zonas del cuerpo.
"Una subpoblación puede responder a la parte superior de la cabeza, y otra al área inferior", explicó Seeds. Este descubrimiento forma parte de un nuevo estudio aún no publicado, pero que promete profundizar en los mecanismos del desarrollo cerebral temprano.
Ver el cerebro con nuevos ojos: La revolución de la conectómica
Una de las herramientas más poderosas en manos del equipo del Dr. Seeds es la conectómica, una técnica de vanguardia que permite mapear cerebros completos con precisión sináptica.
Seccionamos un cerebro completo en miles de cortes, los analizamos con microscopía electrónica y reconstruimos las neuronas en 3D con inteligencia artificial", explicó.
Este método les permite identificar no solo las neuronas involucradas en el tacto, sino también todos sus puntos de conexión y sus neurotransmisores. "Esto ha transformado radicalmente lo que podemos hacer en el laboratorio", afirmó.
Gracias a estos mapas, pueden seguir una señal táctil desde el primer contacto con la piel hasta la activación del circuito que produce un movimiento. Esta capacidad es prácticamente imposible de replicar con el mismo nivel de detalle en cerebros humanos.
Estudio: Una promesa para la neurociencia humana
El trabajo del Dr. Seeds muestra que incluso en organismos diminutos hay respuestas complejas, precisas y profundamente organizadas. "La ventaja de las moscas es que son extremadamente manipulables genéticamente. Nos permiten hacer preguntas sobre el cerebro que serían impensables en humanos", expresó.
Al comprender cómo un sistema táctil se organiza, desarrolla y responde en un organismo simple, se abren caminos para abordar preguntas mayores: ¿qué ocurre cuando ese sistema falla? ¿Cómo se traduce eso en trastornos del comportamiento? ¿Y cómo podemos intervenir?
"Creemos que, al mapear los circuitos del grooming y estudiar cómo mutaciones humanas los alteran, podemos obtener nuevas pistas sobre la base neural de los comportamientos repetitivos en personas", concluyó.