IA mapeia o maior conectoma cerebral já publicado

Uma colaboração entre o campus de pesquisa Janelia, do Howard Hughes Medical Institute (HHMI), o Laboratório de Biologia Molecular do MRC, a Universidade de Cambridge e o Google Research publicou o diagrama completo de ligações do sistema nervoso central de uma mosca-das-frutas macho. O trabalho saiu na revista Cell sob o título “Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome”, e foi anunciado pelo Google Research em 3 de setembro de 2026.

São mais de 166 mil neurônios — 166.700, segundo o resumo do artigo — e cerca de 125 milhões de conexões sinápticas, o que faz deste o maior mapa cerebral já produzido em número de neurônios. O conjunto abrange o cérebro e o cordão nervoso ventral, estrutura análoga à medula espinhal, e foi integralmente revisado e anotado por especialistas humanos.

Uma observação de cronologia, para evitar confusão: a versão em pré-publicação deste trabalho circula no bioRxiv desde outubro de 2025. O que aconteceu agora foi a publicação da versão revisada por pares na Cell, acompanhada de três artigos complementares que já aplicam o recurso a estudos sobre sistemas visuais, paladar e comportamento social.

O que é um conectoma e por que ele exige IA

Conectômica é o mapeamento em larga escala de neurônios e de suas conexões. O processo começa fatiando um cérebro em milhões de secções finíssimas, fotografando cada uma delas com microscopia eletrônica e depois reconstruindo o volume tridimensional a partir dessas imagens planas.

O gargalo está na reconstrução. Um neurônio é uma estrutura ramificada que atravessa milhares de fatias, e segui-lo manualmente através de todas elas é inviável na escala de um cérebro inteiro. É aqui que entra o aprendizado de máquina. A equipe do Google usa redes de preenchimento por inundação (flood-filling networks), uma técnica baseada em redes neurais convolucionais que parte de um único pixel e identifica progressivamente todos os demais pixels pertencentes ao mesmo objeto — no caso, à mesma célula.

A divisão de trabalho no projeto é explícita: o Google Research fez a segmentação das imagens de microscopia eletrônica; equipes de Janelia e de Cambridge revisaram, rotularam e determinaram os tipos celulares. As imagens foram obtidas com microscopia eletrônica de varredura por feixe de íons focalizado, técnica de alta resolução. Ou seja, a IA não substituiu o trabalho humano: ela tornou tratável um volume que de outra forma seria proibitivo, e a verificação continuou sendo feita por pessoas.

Por que o macho importa

Até este trabalho, todos os conectomas de cérebro de mosca-das-frutas eram de fêmeas — do hemicérebro divulgado por Janelia em 2020 ao cérebro adulto completo publicado por pesquisadores de Princeton e Cambridge. Ter os dois sexos mapeados permite algo que não era possível antes: comparar circuitos equivalentes com resolução sináptica.

É essa comparação que dá título ao artigo. Segundo o resumo, o levantamento identificou 8.069 tipos isomórficos (iguais nos dois sexos), 138 dimórficos (presentes em ambos, mas com padrões de conexão diferentes), 289 exclusivos do macho e 71 exclusivos da fêmea, dentro de um total de 11.710 tipos neuronais catalogados.

A distribuição desses tipos é o achado biológico mais interessante: os neurônios específicos de sexo e os dimórficos concentram-se em centros cerebrais superiores, enquanto a periferia sensorial e motora é em grande parte isomórfica. Em outras palavras, machos e fêmeas percebem o mundo e movem o corpo com maquinário praticamente idêntico; a diferença está nas camadas intermediárias que decidem o que fazer com essa informação — precisamente onde se esperaria encontrar a base de comportamentos como corte e agressividade.

Gerry Rubin, líder de grupo sênior em Janelia e um dos coordenadores do projeto, resume o ganho: é a primeira vez que se pode comparar os dois sexos de um animal com comportamento social complexo, o que permite localizar diretamente os neurônios responsáveis pelas diferenças. Greg Jefferis, neurocientista do MRC LMB e de Cambridge, também coordenador, descreve o alcance do mapa de forma mais direta: ele permite ir dos olhos às pernas de uma vez só.

Os números em perspectiva

O salto de 25 mil para 166,7 mil neurônios em seis anos mede menos a capacidade computacional bruta e mais a redução do esforço humano de correção — que continua sendo, segundo o próprio Google, o fator que consome anos de trabalho em cada projeto.

Os dados estão disponíveis gratuitamente para pesquisadores de todo o mundo e podem ser visualizados, explorados e baixados pelo Neuroglancer, ferramenta de código aberto criada pela equipe do Google para navegar em conjuntos de dados multidimensionais muito grandes.

O que vem depois: vertebrados

A conectômica já começou a avançar para animais com coluna vertebral, anatômica e evolutivamente mais próximos dos humanos. Em estudo liderado pela Universidade Columbia e publicado na Nature, a equipe do Google ajudou a mapear uma porção do rombencéfalo do peixe-elefante usada em processamento de sinais. O artigo demonstra pela primeira vez como um conectoma — um recurso estático, uma fotografia da fiação — pode ser combinado com outras informações para estudar plasticidade neural e aprendizado.

O alvo seguinte é o peixe-zebra em estágio larval, um dos poucos vertebrados cujo cérebro é pequeno o bastante para ser mapeado de ponta a ponta com as técnicas atuais, e que tem a vantagem adicional de ser transparente nessa fase, permitindo medir atividade neural durante experimentos. Há também trabalho em andamento sobre uma porção do cérebro de camundongo.

Limites que convém manter à vista

Um conectoma é um mapa anatômico, não um modelo funcional. Ele mostra quais neurônios se conectam a quais e com que força aparente, mas não captura, por si só, neuromoduladores, estados internos ou a dinâmica temporal da atividade. Saber a fiação de um circuito não equivale a saber o que ele computa — é condição necessária, não suficiente.

Há também a questão da amostra. Este é o sistema nervoso de um indivíduo macho. Parte do valor de ter dois conectomas completos, aliás, é justamente permitir estimar a variabilidade entre indivíduos nas regiões semelhantes entre os sexos — algo que ainda não se sabe medir com uma amostra de dois.

E a distância até o cérebro humano permanece enorme. O próprio texto do Google registra que mapear os 86 bilhões de neurônios humanos ainda não é possível: a diferença é de cerca de cinco ordens de grandeza em relação ao que acaba de ser publicado. As menções a Alzheimer, depressão e esquizofrenia aparecem no anúncio como horizonte de longo prazo, não como aplicação próxima, e devem ser lidas nesses termos.

Por que isso interessa a quem trabalha com computação

Além da neurociência, há dois desdobramentos técnicos concretos. O primeiro é metodológico: um esforço recente incorporou neurônios sintéticos aos dados de treinamento e melhorou a velocidade e a precisão do sistema de reconstrução PATHFINDER. Gerar dados sintéticos para treinar segmentação em domínios onde a rotulagem manual é cara é uma técnica com aplicação bem além da biologia.

O segundo é de infraestrutura. Neuroglancer, os formatos de dados e as ferramentas de anotação desenvolvidos nesses projetos são de código aberto e resolvem um problema genérico: navegar e anotar volumes de imagem grandes demais para caber em memória. Áreas como imagem médica, sensoriamento remoto e inspeção industrial enfrentam o mesmo desafio.

Conclusão

O conectoma do macho de Drosophila é, antes de tudo, um recurso — um banco de dados público sobre o qual outros grupos vão trabalhar por anos. Os três artigos complementares publicados junto com ele já indicam esse caminho.

Para o campo mais amplo da IA aplicada à ciência, o caso ilustra um padrão que vale registrar: o ganho não veio de um modelo que respondeu a uma pergunta, e sim de um sistema que tornou viável um trabalho de medição que antes não cabia em orçamento nem em prazo. O que observar a seguir é se a redução do esforço humano de revisão se confirma na prática — é ela, e não a capacidade de segmentação, que hoje define até onde a conectômica consegue ir.

Fontes e referências

• Google Research, por Michał Januszewski e Viren Jain — A connectomics milestone: Mapping the complete male fruit fly brain
• Cell — Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome
• HHMI Janelia Research Campus — Researchers reveal connectome of the male fruit fly central nervous system
• MRC Laboratory of Molecular Biology — First complete connectome of male fly central nervous system
• Conjunto de dados — Male CNS Connectome, FlyEM Project Team