EL MAPA DE CONEXIONES DE UNA MOSCA APRENDIÓ A VER Y A CONTAR

¿Cuánto de lo que puede hacer un cerebro está ya escrito en su cableado? La pregunta se ha vuelto comprobable para un animal: ya existen diagramas completos de conexiones —conectomas— del cerebro de la mosca de la fruta adulta. Según los autores, ofrecen el primer mapa completo de un cerebro capaz de comportamientos complejos. Una idea que se puede poner a prueba es la economía del cableado (wiring economy): la evolución debería favorecer circuitos que funcionen bien manteniendo al mínimo las costosas conexiones largas.

Un cerebro en un ordenador, un ojo delante

Eudald Correig-Fraga, Roger Guimerà y Marta Sales-Pardo, de la Universidad Rovira i Virgili de Tarragona, partieron del conectoma revisado de Drosophila melanogaster: 139.255 neuronas y 54,5 millones de conexiones sinápticas.

Primero reconstruyeron el ojo compuesto de la mosca a partir de los mismos datos. A partir de las posiciones de los fotorreceptores, reconstruyeron cada omatidio —una de las pequeñas unidades del ojo— y qué parte del campo visual ve. Cada tipo de fotorreceptor recibió su sensibilidad al color medida, desplazada 200 nanómetros para poder usar imágenes corrientes en rojo, verde y azul, lo que convierte el canal ultravioleta de la mosca en azul.

De la imagen a la decisión: un ojo compuesto reconstruido muestrea puntos de colores y luego la actividad fluye por el cableado real hasta las células de Kenyon. — Figura 1, Correig-Fraga, Guimerà y Sales-Pardo (2026), arXiv:2610.10023.

La luz activa entonces las neuronas de la retina, y la actividad se propaga por el cableado real, paso a paso, hasta las células de Kenyon del cuerpo fungiforme (mushroom body), donde una única unidad sencilla lee una decisión. No se añade nada al cerebro. Lo único que puede aprender el modelo es una fuerza por cada conexión existente, con un tope para que nunca supere el número de sinapsis observadas realmente.

Color, forma, número

El equipo probó tres tareas visuales:

• Color. ¿El círculo es azul o amarillo? Todos los modelos obtuvieron cerca del 100 %. El cableado real alcanzó el 92 % sin entrenamiento alguno.
• Forma. ¿Círculo o estrella? Entrenado con imágenes en la mitad izquierda del campo visual y evaluado en la mitad derecha, el cableado real alcanzó el 64 %.
• Número. ¿Qué color tiene más puntos, con la superficie total de cada color igualada para que el tamaño no delate la respuesta? Nunca se le dijo al modelo cuántos puntos había. Su precisión aumentó con la proporción entre los dos números, del 64 % con una proporción de 1,5 al 85 % con una proporción de 5. Ese patrón es la firma de un sentido aproximado del número, que según el artículo se ha observado en moscas de la fruta reales.

Cerebros barajados

Para comprobar si el cableado preciso importa, los investigadores construyeron cuatro versiones desordenadas del cerebro, todas con las mismas neuronas:

• una sin restricciones, en la que las conexiones de salida de cada neurona van a destinos aleatorios, lo que crea muchos cables largos;
• una podada, recortada hasta que su coste total de cableado igualó al del cerebro real, pero con conexiones más largas en promedio;
• dos ajustadas en distancia, que conservan la distribución real de longitudes de cable y el coste total de cableado.

En los cerebros desordenados con cables largos, la actividad inunda casi todo el cerebro en el segundo paso; en el real, avanza de forma más gradual desde el ojo hacia dentro.

Precisión del conectoma real (azul) y de cuatro versiones barajadas en las tres tareas; a la derecha, la discriminación numérica mejora a medida que crece la proporción entre las dos cantidades. — Figura 3, Correig-Fraga, Guimerà y Sales-Pardo (2026), arXiv:2610.10023.

Pagar por los cables largos

Los cerebros sin restricciones y podados obtuvieron mejores puntuaciones, por ejemplo un 70 % en formas frente a un 64 %. Ganan al alcanzar más neuronas más deprisa mediante conexiones largas, justo las conexiones que, según los autores, le costarían a un animal real energía y complejidad de desarrollo. Cuando la comparación es justa, con el mismo presupuesto de cableado y la misma distribución de longitudes, el cerebro real de la mosca superó a ambos rivales desordenados en todas las tareas. Los autores lo interpretan como un compromiso evolutivo eficiente entre rendimiento y coste de cableado.

Un modelo deliberadamente sencillo

El modelo ignora la mayor parte de la biología de las neuronas reales: no hay tasas de disparo ni constantes de tiempo, y la lectura a través de las células de Kenyon es una elección cómoda más que todo el circuito de decisión de la mosca. Cada cerebro desordenado se generó una sola vez. Los autores presentan el trabajo como un punto de partida: una manera de preguntar qué puede hacer por sí solo un diagrama de conexiones medido, antes de añadir dinámicas neuronales más ricas.