Hace poco más de una década, el neurobiólogo Adam Douglass tuvo que salir de su propio estado para conseguir sus primeros ejemplares de Danionella. Los compró en una tienda de mascotas exóticas, sin ningún tipo de respaldo académico: la única información disponible sobre cómo mantenerlos con vida procedía de foros de aficionados en internet. En aquel momento, mientras el pez cebra llevaba ya décadas siendo el organismo modelo de referencia en biología, prácticamente nadie en la comunidad científica conocía a este primo diminuto y transparente.
Esa historia, contada por el propio Douglass —hoy investigador en la Universidad de Utah—, resume bien el salto que acaba de dar esta especie. El Janelia Research Campus, el brazo de investigación del Howard Hughes Medical Institute (HHMI), anunció recientemente un proyecto a diez años vista, con una inversión aproximada de 1.000 millones de dólares, centrado en Danionella como organismo modelo para entender cómo las neuronas y los circuitos cerebrales generan comportamientos complejos en los vertebrados.
Por qué Danionella y no el pez cebra
El pez cebra (Danio rerio) es transparente, pero solo durante las primeras semanas de una vida que dura entre tres y cuatro años. Al alcanzar la edad adulta pierde esa transparencia, y con ella la posibilidad de observar el cerebro en directo justo cuando el animal despliega comportamientos complejos: nadar en cardumen, orientarse o cortejar a una pareja.
Danionella no tiene ese problema. No llega a desarrollar escamas, pigmentación ni un cráneo óseo completo, de modo que conserva un cuerpo prácticamente transparente durante toda su vida adulta. Douglass lo resume de forma directa: todo lo que en otros peces bloquea el paso de la luz hacia el cerebro y de vuelta hacia fuera —el requisito básico para poder fotografiar la actividad neuronal— simplemente no existe en esta especie.
La propia especie que más interesa a los neurocientíficos, Danionella cerebrum, no fue descrita formalmente como especie independiente hasta hace apenas unos años. Es, en términos científicos, un modelo todavía joven: decenas de laboratorios en todo el mundo trabajan hoy con ella, pero la comunidad sigue siendo pequeña si se compara con la enorme infraestructura ya construida en torno al pez cebra.
De mascota de acuario a modelo de laboratorio
El camino de Danionella hacia el laboratorio no fue inmediato. Los primeros grupos de investigación, entre ellos el de Benjamin Judkewitz en el Einstein Center for Neurosciences de Berlín, tuvieron que resolver primero cuestiones muy básicas: cómo alimentarlos, cómo mantenerlos sanos, cómo fotografiar su actividad cerebral con garantías. Buena parte del trabajo pionero consistió, sencillamente, en convertir un pez de tienda de mascotas en un organismo de laboratorio fiable.
El propio Douglass, cuyo laboratorio llegó a suministrar embriones a buena parte de los primeros grupos que se interesaron por la especie, señala que la cría en cautividad sigue siendo hoy una limitación importante: a diferencia del pez cebra, Danionella no se reproduce «a demanda» en el laboratorio, lo que complica la planificación de los experimentos y explica por qué escalar su uso ha llevado más de una década.
La pregunta que Janelia quiere responder
El objetivo declarado del proyecto tiene nombre propio en neurociencia: la «pregunta cerebro-comportamiento». Se trata de entender cómo procesos físicos tan simples como el disparo de una neurona pueden dar lugar a fenómenos tan complejos como la memoria, el aprendizaje o la toma de decisiones.
Nelson Spruston, vicepresidente y director ejecutivo de Janelia, ha calificado el proyecto como una de las oportunidades más importantes en toda la historia del centro. Según explica, muchas estructuras del cerebro —y del resto del cuerpo— de estos peces son identificables como equivalentes a las humanas, y la investigación con organismos modelo simples tiene un largo historial de generar hallazgos que terminan derivando en tratamientos para enfermedades graves.
El papel de la inteligencia artificial
Registrar la actividad de cientos de miles de neuronas simultáneamente genera una cantidad de datos que ningún método de análisis tradicional puede procesar a la velocidad necesaria. Ahí es donde entra la inteligencia artificial: el proyecto de Janelia contempla herramientas de IA capaces de detectar patrones en grandes conjuntos de datos y ayudar a formular hipótesis y diseñar experimentos con mayor rapidez.
No es la primera vez que Janelia recurre a esta combinación. Su proyecto anterior consistió en construir el conectoma completo de la mosca de la fruta: el mapa detallado de todas sus conexiones neuronales. En aquel trabajo, el equipo perfeccionó un método de imagen basado en GCaMP, una proteína sensible al calcio que emite fluorescencia cuando una neurona dispara su señal eléctrica. Esa misma herramienta, ya probada a fondo con la mosca, es la que ahora puede aplicarse directamente dentro de las cabezas transparentes de Danionella.
El reto pendiente: peces que nadan libremente
Por ahora, estudiar el cerebro de Danionella con el detalle necesario obliga a inmovilizar al pez, normalmente incrustado en un gel transparente. Uno de los objetivos declarados del proyecto es precisamente superar esa limitación: desarrollar métodos de imagen capaces de registrar la actividad neuronal de un pez que nade con libertad y se comporte con normalidad. Spruston lo describe como un reto de ingeniería considerable, aunque uno para el que el equipo se considera preparado.
Lo que cuesta apostar por un pez nuevo
La apuesta por Danionella no sale gratis. Para financiar y dar espacio al proyecto, Janelia va a reducir otras líneas de investigación: los laboratorios centrados en roedores cerrarán progresivamente a lo largo de una transición de unos tres años, y otros dos programas del centro se clausurarán antes de lo previsto originalmente. Es una señal de hasta qué punto el instituto está dispuesto a reorganizar sus prioridades en torno a esta especie.
Para los propios investigadores que ya trabajan con Danionella, la noticia ha sido recibida con entusiasmo. Se trata de un proyecto de una escala que ningún laboratorio individual podría abordar por sí solo, y que solo una institución con los recursos de HHMI puede permitirse poner en marcha.
Un género que la acuariofilia ya conocía
Para los lectores de Mundo Faunista, esta noticia tiene un eco directo: no es la primera vez que Danionella protagoniza un avance científico relevante. Como ya contamos en un artículo anterior sobre miniaturización genómica en ciprínidos, este género —junto a Paedocypris, Sundadanio y Fangfangia— conserva rasgos larvarios durante toda su vida adulta, un fenómeno conocido como progénesis. Esa misma biología excepcional que ya intrigaba a los genetistas es la que ahora convierte a Danionella en una herramienta clave para la neurociencia.
Es un recordatorio útil sobre el valor científico de especies que, en la tienda de acuariofilia, pueden parecer simples curiosidades para nano-acuarios. La misma característica que hizo a Danionella atractiva para el hobby hace una década —su tamaño diminuto y su cuerpo casi translúcido— es, ni más ni menos, lo que hoy la sitúa en el centro de una de las mayores inversiones de la neurociencia contemporánea.
Fuentes:
Science.org / AAAS — Zoe Beketova ·
NPR — Jon Hamilton ·
HHMI — Janelia Research Campus
