Google Research Wissenschaftler haben das Gehirn der Fruchtfliege vollständig kartiert

Laut ixbt.com ist es Forschern von Google Research erstmals gelungen, ein vollständiges Konnektom des Gehirns einer männlichen Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) zu erstellen – eine detaillierte Karte der Verbindungen zwischen Nervenzellen. Im Rahmen dieses zehnjährigen Großprojekts kartierten die Wissenschaftler nicht nur das Gehirn, sondern auch den Bauchmarkstrang, der funktionell dem menschlichen Rückenmark ähnelt. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .

Die neue Karte umfasst insgesamt über 166.000 Neuronen und fast 125 Millionen synaptische Verbindungen. Diese Daten ermöglichen es, Signalwege direkt vom Gehirn bis zu den Neuronen zu verfolgen, die die Körperbewegung steuern. Das Forschungsteam zerlegte das Gehirn und den Körper der Fliege in Millionen dünner Schnitte und untersuchte jeden einzelnen mittels Elektronenmikroskopie.

3D-Rekonstruktion mittels KI

Rechenmethoden und KI-Technologien spielten eine entscheidende Rolle bei der Zusammenführung von Millionen zweidimensionaler Bilder zu einer einzigen dreidimensionalen Rekonstruktion des Nervensystems. Anschließend wurde die endgültige Karte überprüft und annotiert. Die entstandene Struktur zeigte deutlich visuell-motorische Bahnen, einschließlich spezifischer Neuronentypen, die mit der Verarbeitung männlicher Paarungsverhaltensweisen verbunden sind.

Experten betonen, dass diese Studie eine Grundlage für die tiefgreifende Untersuchung der Unterschiede im Nervensystem von Männchen und Weibchen geschaffen hat. Während die meisten Neuronentypen bei beiden Geschlechtern identisch sind, kommen einige Zellen nur bei einem vor. Zudem wurden Fälle identifiziert, in denen der gleiche Neuronentyp mit unterschiedlichen Nachbarzellen verbunden ist.

Grundlage für zukünftige wissenschaftliche Forschung

Die Karte der männlichen Fliege ergänzt das Konnektom der weiblichen Drosophila und ermöglicht einen systematischen Vergleich der Nervensysteme beider Geschlechter. Bereits jetzt wurden auf Basis dieser Karte drei wissenschaftliche Studien veröffentlicht, die sich mit dem Sehvermögen, dem Geschmackssystem und dem Sozialverhalten von Fliegen befassen.

Die Autoren planen, diese Datenbank als Basis für zukünftige Experimente zu nutzen. Drosophila bleibt aufgrund ihres kurzen Lebenszyklus und ihrer gut erforschten Genetik ein zentraler Modellorganismus in der Biologie und gewinnt nun an Bedeutung für die Erforschung der Gehirnfunktion auf zellulärer Ebene.