Sólo son entre 20 y 30 neuronas las que regulan la visión cuando se está en una situación de peligro: así lo asegura un equipo de investigadores japoneses, que han encontrado el mecanismo neuronal que regula la aversión visual al miedo en la mosca de la fruta (Drosophila meganogaster). Creen que también está activo en el cerebro de los humanos.
Los profesores Masato Tsuji, Yuto Nishizuka y Kazuo Emoto, de la Universidad de Tokio, son los autores del estudio que difunde Nature Communications y que explica cómo el miedo afecta la visión en todas las especies animales y “el mecanismo que encontramos también puede estar activo en los humanos”, afirma Tsuji.
Estos investigadores encontraron que, en el cerebro de la mosca de la fruta, estas neuronas liberan la sustancia química taquiquinina, que parece controlar su movimiento para evitar enfrentarse a una amenaza potencial.
Opinan que los cerebros de estas moscas pueden ofrecer una analogía útil para los mamíferos más grandes, por lo que esta investigación puede ayudar a comprender mejor nuestras propias reacciones humanas ante situaciones de miedo y fobias.
Los científicos soplaron con fuerza sobre las moscas, para simular una amenaza física, y descubrieron que la velocidad de marcha de estos insectos aumentaba para evitar esas bocanadas de aire.
Posteriormente, colocaron un pequeño objeto negro, aproximadamente del tamaño de una araña. Por sí solo, el objeto no provocó un cambio en el comportamiento de las moscas, pero cuando se colocó después de bocanadas de aire, evitaron mirar el objeto y se movieron para situarse en otro lugar.
Para comprender el mecanismo molecular que subyace a este comportamiento de aversión, el equipo utilizó moscas Drosophila mutadas, en las que alteraron la actividad de ciertas neuronas.
Si bien mantuvieron sus funciones visuales y motoras, no respondieron de la misma manera temerosa para evitar visualmente el objeto.
“Esto sugirió que el grupo de neuronas que libera la taquiquinina química era necesario para activar la aversión visual. Al monitorear la actividad neuronal de las moscas, nos sorprendió encontrar que ocurría a través de un patrón oscilatorio, es decir, la actividad subía y bajaba de forma similar a una onda. Las neuronas normalmente funcionan simplemente aumentando sus niveles de actividad y los informes de actividad oscilante son particularmente raros en las moscas de la fruta, porque hasta hace poco no existía la tecnología para detectar esto a una escala tan pequeña y rápida”, continúa el profesor Tsuji.
Dando a las moscas indicadores de calcio codificados genéticamente, los investigadores pudieron hacer que sus neuronas brillaran intensamente cuando se activaran. Con ayuda de avanzadas técnicas de imagen, vieron que se emitía el patrón cambiante de luz en forma de onda, que previamente se pasaba por alto.
El siguiente paso es averiguar cómo encajan estas neuronas en el circuito más amplio del cerebro. Aunque las neuronas existen en una región visual conocida del cerebro, los investigadores desconocen de dónde reciben información y hacia dónde las transmiten para regular el escape visual de los objetos percibidos como peligrosos.
El profesor Tsuji hace hincapié en que “nuestro próximo objetivo es descubrir cómo se transmite la información visual dentro del cerebro, para que finalmente podamos dibujar un diagrama de circuito completo de cómo el miedo regula la visión. Algún día, nuestro descubrimiento quizás proporcione una pista para ayudar con el tratamiento de los trastornos psiquiátricos derivados del miedo exagerado, como los trastornos de ansiedad y las fobias».
Drosophila melanogaster es un diminuto insecto de unos tres milimetros de longitud, que, a lo largo del siglo pasado, se utilizó en biología ampliamente como modelo animal.
En el famoso Fly Room, de la Universidad de Columbia, en Nueva York, el profesor Thomas Hunt Morgan y sus discípulos Sturtevant, Bridges y Muller llevaron a cabo una serie de análisis génicos de Drosophila, que les llevaron a formular la teoría cromosómica de la herencia.
En 1933, el profesor Morgan fue galardonado con el premio Nobel de Medicina por demostrar, en la mosca de la fruta, que los cromosomas son los portadores de los genes. La mayoría de las técnicas desarrolladas en esa década y en la siguiente todavía se utilizan en el trabajo génico y convierten a Drosophila en el metazoo más manipulable genéticamente.
Como ejemplos paradigmáticos de la viabilidad de Drosophila en la investigación biológica figura la identificación y clonación del complejo bitórax por E. Lewis y la detección mutacional del genoma de C. Nüsslein-Volhard y E. Wieschaus en 1981, que condujo al descubrimiento de decenas de genes implicados directamente en la regulación del desarrollo embrionario. Los tres compartieron el Premio Nobel en 1995.
Otro avance en Drosophila fue el desarrollo, en 1981, por Spradling y Rubin de técnicas eficientes, basadas en transposones P, para generar moscas transgénicas.
Durante las dos últimas décadas del siglo XX, también se desarrolló un arsenal de herramientas celulares y moleculares en Drosophila para trabajar con este organismo, cuya secuencia completa de su genoma se consiguió en el año 2000.