Un nouveau plan du cerveau de la mouche fruit adulte mâle et de sa moelle nerveuse a été créé, révélant plus de 166 000 neurones ainsi que les millions de connexions entre eux. Le cerveau de la mouche fruit mâle, de la taille d'une graine de pavot, contient plus de 100 000 neurones, tandis que la moelle nerveuse ajoute des neurones supplémentaires, portant le total à plus de 166 000. Ce nouveau plan s'ajoute à une carte précédemment publiée du cerveau de la mouche fruit femelle, publiée en 2024, qui inclut environ 140 000 neurones. Ces détails "connectomes", qui ressemblent à des schémas électriques du cerveau, permettent aux scientifiques de comparer les cerveaux mâles et femelles afin d'explorer comment les différences dans la structure du cerveau pourraient expliquer les différences dans le comportement, tels que les rituels de reproduction ou les comportements agressifs. Selon Gerry Rubin, co-auteur de l'étude et directeur de la recherche en biologie au campus de recherche Janelia du Howard Hughes Medical Institute, c'est la première fois que les chercheurs peuvent comparer les cerveaux des deux sexes chez un animal doté d'un comportement social complexe. « Les mouches mâles et femelles présentent de nombreuses différences comportementales, et les neuroscientifiques veulent comprendre comment le cerveau contrôle ces comportements », a déclaré Rubin. « Cela nous permet maintenant facilement de nous concentrer sur les neurones responsables de ces différences. » Le plan a été initialement partagé en tant que préimpression et publié plus tard dans les revues Cell et Current Biology le 3 septembre. En plus de l'étude principale, trois autres articles ont utilisé les nouvelles données pour explorer divers aspects de la neurobiologie des mouches fruit. Carlos Ribeiro, investigateur principal à la Fondation Champalimaud à Lisbonne, Portugal, et l'un des chercheurs impliqués dans la carte du cerveau, a noté que le système nerveux de la mouche effectue des tâches très complexes avec un nombre relativement faible de neurones et une consommation d'énergie minimale. Il a déclaré que la structure du cerveau de la mouche pourrait fournir des pistes pour créer des systèmes artificiels plus efficaces. Ribeiro a également mentionné que ce travail fournit un guide technique pour les projets futurs de connectomique, tels que la cartographie des cerveaux de souris et finalement des humains. À court terme, l'équipe prévoit de cartographier les cerveaux de larves de zébra et de poissons danionins adultes. À long terme, l'objectif est de comprendre comment les cerveaux des vertébrés permettent des comportements complexes et d'utiliser ces connaissances pour étudier les troubles neurologiques et psychiatriques chez l'homme. L'une des études menée par Ribeiro et son équipe s'est concentrée sur les circuits du cerveau de la mouche responsables de son sens du goût. Les mouches fruit possèdent des récepteurs de goût dans différentes parties de leur corps, notamment leurs pattes, leurs ailes, leurs organes buccaux et leur gorge. Les chercheurs ont identifié ces récepteurs et tracé leurs connexions avec le cerveau. Ils ont ensuite examiné la manière dont ces circuits interagissent avec ceux régissant les comportements tels que l'avals ou la marche. Ces circuits aident la mouche à décider si une source d'alimentation est sûre ou nuisible, déterminant ainsi si elle doit la consommer. Les deux autres études publiées avec la carte du cerveau ont exploré le traitement visuel dans le cerveau de la mouche ainsi que les différences spécifiques au sexe dans les cerveaux mâles et femelles. Une étude a découvert que le traitement visuel implique plus de la moitié des 11 000 types de neurones identifiés dans la carte, indiquant une intégration profonde de la vision dans la structure du cerveau. L'étude suivante a identifié un réseau de cellules unique au cerveau mâle qui coordonne les comportements spécifiques au sexe, tels que la parade nuptiale et l'agressivité physique. Les mouches femelles effectuent généralement des coups de tête, tandis que les mâles ont tendance à bondir. Bien que certains réseaux soient spécifiques à chaque sexe, les circuits responsables de la sensation et du mouvement étaient largement partagés. Les chercheurs examinent maintenant comment des commutateurs spécifiques dans ces circuits redirigent différemment les signaux dans les cerveaux mâles et femelles, ce qui pourrait expliquer les différences comportementales.