O DIAGRAMA DE LIGAÇÕES DE UMA MOSCA APRENDEU A VER E A CONTAR

Quanto do que um cérebro é capaz de fazer já está escrito na sua fiação? A pergunta passou a ser testável para um animal: diagramas completos das ligações — conectomas — do cérebro da mosca-das-frutas adulta já estão disponíveis. Segundo os autores, eles oferecem o primeiro mapa completo de um cérebro capaz de comportamento complexo. Uma ideia a testar é a economia de fiação: a evolução deveria favorecer circuitos que funcionam bem mantendo ao mínimo as conexões longas, que são caras.

Um cérebro no computador, um olho na frente

Eudald Correig-Fraga, Roger Guimerà e Marta Sales-Pardo, da Universidade Rovira i Virgili, em Tarragona, na Catalunha, partiram do conectoma revisado de Drosophila melanogaster: 139.255 neurônios e 54,5 milhões de conexões sinápticas.

Primeiro, reconstruíram o olho composto da mosca a partir dos mesmos dados. Com base nas posições dos fotorreceptores, reconstruíram cada omatídio — uma das pequenas unidades do olho — e a parte do campo visual que ele enxerga. Cada tipo de fotorreceptor recebeu sua sensibilidade às cores medida, deslocada em 200 nanômetros para que pudessem ser usadas imagens comuns em vermelho-verde-azul, o que transforma o canal ultravioleta da mosca em azul.

Da imagem à decisão: pontos coloridos são amostrados por um olho composto reconstruído, e a atividade percorre a fiação real até as células de Kenyon. — Figura 1, Correig-Fraga, Guimerà & Sales-Pardo (2026), arXiv:2610.10023.

A luz então ativa os neurônios da retina, e a atividade se espalha pela fiação real, passo a passo, até as células de Kenyon do corpo cogumelar, onde uma única unidade simples lê uma decisão. Nada é acrescentado ao cérebro. A única coisa que o modelo pode aprender é uma força por conexão existente, limitada para nunca ultrapassar o número de sinapses efetivamente observado.

Cor, forma, número

A equipe testou três tarefas visuais:

• Cor. O círculo é azul ou amarelo? Todos os modelos chegaram perto de 100%. A fiação real atingiu 92% sem treino algum.
• Forma. Círculo ou estrela? Treinada com imagens na metade esquerda do campo visual e testada na metade direita, a fiação real atingiu 64%.
• Número. Qual cor tem mais pontos, com a área total de cada cor igualada para que o tamanho não entregue a resposta? O modelo nunca foi informado de quantos pontos havia. Sua precisão aumentou com a razão entre os dois números, de 64% com uma razão de 1,5 a 85% com uma razão de 5. Esse padrão é a marca de um senso aproximado de número, que, segundo o artigo, já foi observado em moscas-das-frutas reais.

Cérebros embaralhados

Para testar se a fiação exata importa, os pesquisadores construíram quatro versões embaralhadas do cérebro, todas com os mesmos neurônios:

• uma sem restrições, em que as conexões de saída de cada neurônio vão para alvos aleatórios, criando muitos fios longos;
• uma podada, cortada até que seu custo total de fiação igualasse o do cérebro real, mas com conexões mais longas em média;
• duas com distâncias equiparadas, que mantêm a distribuição real dos comprimentos dos fios e o custo total de fiação.

Nos cérebros embaralhados com fios longos, a atividade inunda quase o cérebro inteiro já no segundo passo; no real, ela avança de modo mais gradual, do olho para dentro.

Precisão do conectoma real (azul) e de quatro versões embaralhadas nas três tarefas; à direita, a discriminação de números melhora à medida que cresce a razão entre as duas quantidades. — Figura 3, Correig-Fraga, Guimerà & Sales-Pardo (2026), arXiv:2610.10023.

O preço dos fios longos

Os cérebros sem restrições e podados tiveram notas mais altas, por exemplo 70% nas formas contra 64%. Eles ganham por alcançar mais neurônios mais depressa por meio de conexões longas — justamente as conexões que, argumentam os autores, custariam a um animal real energia e complexidade de desenvolvimento. Quando a comparação é justa, com o mesmo orçamento de fiação e a mesma distribuição de comprimentos de fios, o cérebro real da mosca venceu os dois rivais embaralhados em todas as tarefas. Os autores interpretam isso como um compromisso evolutivo eficiente entre desempenho e custo de fiação.

Um modelo deliberadamente simples

O modelo ignora a maior parte da biologia dos neurônios reais: não há taxas de disparo, nem constantes de tempo, e a leitura pelas células de Kenyon é uma escolha conveniente, e não todo o circuito de decisão da mosca. Cada cérebro embaralhado foi gerado uma única vez. Os autores apresentam o trabalho como um ponto de partida: uma maneira de perguntar o que um diagrama de ligações medido consegue fazer por conta própria, antes de acrescentar dinâmicas neuronais mais ricas.