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Bildgebung: Alle Neurone auf einen Blick

Eine extrem hochauflösende 3-D-Aufnahme gibt bislang unerreichte Einblicke in das zentrale Nervensystem einer Taufliege. Dazu hat ein Team um Davi Bock vom Janelia Research Campus in Ashburn das komplette mohnkorngroße Gehirn des Insekts in 7062 Gewebeschnitte zerlegt und diese einzeln mit dem Elektronenmikroskop gescannt. Aus insgesamt 21 Millionen Einzelaufnahmen entstand schließlich die 3-D-Rekonstruktion des gesamten Nervensystems.

Mit Hilfe der Aufnahmen können Wissenschaftler nun die Fortsätze einzelner Nervenzellen nachverfolgen und so deren Verbindungspartner identifizieren. In einem ersten Anlauf erprobten Bock und seine Kollegen das an einem Typ Neurone, der das Riechsystem der Taufliege mit den so genannten Pilzkörpern verbindet, die als Sitz höherer Funktionen gelten. Dabei entdeckten sie unter anderem, dass die Nervenzellen zu relativ regelmäßigen Bündeln angeordnet waren, was man bisher übersehen habe, so der Neurowissenschaftler.

Langfristig wollen die Forscher eine komplette Karte des neuronalen Netzwerks erstellen, das bei der Taufliege Drosophila melanogaster aus ungefähr 100 000 Neuronen besteht. Das soll verstehen helfen, wie das Fliegengehirn Informationen verarbeitet. Verglichen mit dem Denkorgan von Säugetieren haben die Insekten zwar nur ein sehr kleines, einfaches Nervensystem, dennoch erlaubt es ihnen komplexe Verhaltensweisen: So können sie beispielsweise lernen, bestimmte Gerüche oder Orte mit Gefahr in Ver­bindung zu bringen. Das Drosophila-Gehirn gilt als wichtiges Forschungsobjekt, um mehr über die Grundlagen der neuronalen Informationsverarbeitung in Erfahrung zu bringen.

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  • Quelle
Cell 174, S. 730–743, 2018