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Tiermodelle: Fische in der Matrix

Kann der winzige Zebrabärbling helfen, die Funktionsweise des Gehirns zu entschlüsseln? Der Neurobiologe Florian Engert hat in seinem Labor an der Harvard University eine künstliche Umwelt für den transparenten Fisch geschaffen.
Zebrabärbling

Ein frisch geschlüpfter Fisch schwimmt zum ersten Mal gegen den Strom. Mit seinen Glupschaugen, die aus seinem nur wimperngroßen Körper hervorquellen, beobachtet er die Umgebung. Plötzlich gleitet die Szenerie unter seinem Körper vorwärts, als ob er von der Strömung zurückgetrieben wird. Er schlägt mit dem Schwanz, um seine Position zu halten.

Tatsächlich aber ist der winzige Babyfisch bewegungsunfähig und wird von mehreren Glaspipetten in einer mit Wasser gefüllten Petrischale festgehalten. Die Schale liegt unter einem 80 000 Euro teuren Mikroskop in einer Ecke des mit technischem Gerät vollgestopften Labors. Ein von unten projizierter Film versetzt den Fisch in eine virtuelle Welt – fließende helle und dunkle Streifen gaukeln ihm eine vorbeigleitende Unterwasserszenerie vor.

Obwohl das Tier sich nicht von der Stelle rührt, feuern seine motorischen Neurone ganz so, als würde es schwimmen. Die Signale verrechnet ein Computer, der damit das Video steuert; der Fisch hat also den fast perfekten Eindruck einer normalen Fortbewegung. Währenddessen beobachtet Florian Engert unter dem Mikroskop das Feuern der Neurone – denn das Fischgehirn ist durchsichtig. ...

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  • Quellen

Ahrens, M. B. et al.: Brain-Wide Neuronal Dynamics during Motor Adaptation in Zebrafish. In: Nature 485, S. 471 - 477, 2012

Fetcho, J. R., O´Malley, D. M.: Visualization of Active Neural Circuitry in the Spinal Cord of Intact Zebrafish. In: Journal of Neurophysiology 73, S. 399 - 406, 1995

Kinkhabwala, A. et al.: A Structural and Functional Ground Plan for Neurons in the Hindbrain of Zebrafish. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 108, S. 1164 - 1169, 2011

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