Es ist die bisher umfangreichste Kartierung der Verbindungen im Gehirn eines Insekts. Der „Schaltplan“ umfasst 3.016 Neuronen und jede der insgesamt 548.000 Verbindungen zwischen ihnen. Die Ergebnisse der Arbeit des Forschungsteams unter Leitung der Johns Hopkins Universität und der Universität Cambridge sind nun im Fachjournal „Science“ erschienen.
Das Team entschied sich bei seinem Modell für die Larve der Fruchtfliege, weil diese Insektenart viele grundlegende biologische Eigenschaften mit dem Menschen teilt – einschließlich einer vergleichbaren genetischen Grundlage. Außerdem verfügt die Fruchtfliege über ein ausgeprägtes Lern- und Entscheidungsverhalten. Das macht sie zu einem nützlichen Modellorganismus für die Neurowissenschaften.
Kartierung dauerte zwölf Jahre
Weil das Gehirn der Fruchtfliegenlarve zudem relativ kompakt ist, war die Kartierung nicht so umfangreich wie es bei anderen Arten der Fall gewesen wäre. Dennoch dauerte es zwölf Jahre bis der vollständige Plan fertiggestellt war. Das Projekt soll dabei helfen die grundlegenden Prinzipien zu verstehen, nach denen sich Signale auf neuronaler Ebene durch das Gehirn bewegen und letztlich zu Prozessen des Verhaltens und des Lernen führen, heißt es in der Studie.
Das Nervensystem eines Organismus, einschließlich des Gehirns, besteht aus Neuronen, die über Synapsen miteinander verbunden sind. Über diese Kontaktstellen werden Informationen in Form von Chemikalien von einer Nervenzelle zur anderen übertragen.
„Wenn wir verstehen wollen, wer wir sind und wie wir denken, müssen wir auch den Mechanismus des Denkens verstehen“, so Hauptautor Joshua T. Vogelstein von der Johns Hopkins Universität. Und der Schlüssel dazu sei zu wissen, wie die Nervenzellen im Gehirn miteinander verbunden sind.