Einfache Organismen wie Taufliegen sind in der Lage, spontane Entscheidungen zu treffen, so das Team um Björn Brembs von der Freien Universität Berlin. Diesen Schluss zogen die Forscher aus den Flugmanövern festgeklebter Drosophila melanogaster.
Gemeinhin werden Fliegenhirne als simple Automaten angesehen, in denen ein bestimmter Reiz eine festgelegte Reaktion auslöst – Abweichungen vom Muster stammen von zufälligen Fehlfunktionen des kognitiven Apparats. Diese Interpretation sehen die Forscher nun aufgrund eines neuen Experimentes in Frage gestellt.
Versuchsaufbau | Durch den Versuchsaufbau versuchten die Forscher externe Reize so weit wie möglich zu reduzieren, um allein die endogenen Anteile am Verhalten der Taufliegen untersuchen zu können.
Die Wissenschaftler klebten Taufliegen unter einen Drehmomentsensor, der die Insekten zwar fest in eine Richtung ausgerichtet hielt, jedoch ihre Bemühungen protokollierte, nach rechts und links auszubrechen. Der Aufbau war von einem komplett weißen Zylinder umgeben, der keinerlei visuelle Anhaltspunkte bot und so den Eindruck einer unendlichen weißen Leere vermittelte. Entgegen den Erwartungen der Forscher und trotz fehlender externer Reize war in den Flugdaten der Fliegen eine Struktur zu erkennen.
Die Manöver der Fliegen unterschieden sich wie das Hin- und Herlaufen eines Suchenden vom zufälligen Zickzack-Kurs einer Brown'schen Molekularbewegung. Wenn Moleküle durch Stöße wahllos hin und her geworfen werden, kommen Strecken zwischen zwei Richtungsänderungen mit zunehmender Länge immer seltener vor. Ein Suchender hingegen überwindet oft große Distanzen über offenes Terrain, um dann an vielversprechenden Orten unter schnellen Richtungswechseln die dort möglichen Verstecke abzugrasen. Dadurch entsteht ein Übermaß an recht langen und sehr kurzen Strecken. Genau diese Muster erkannten die Forscher auch im Flug der Insekten.
Zwei Modelle | Während die herkömmliche Theorie unterschiedliche Antworten auf ein und denselben Reiz auf zufällige Störungen in der Signalverarbeitung zurückführt, ziehen Brembs und seine Kollegen aus ihren Daten den Schluss, dass ein "Initiator" – ein spontane Regung, die für einen freien Willen Voraussetzung wäre – am Werk sein muss. Störungen halten sie dem gegenüber für vernachlässigbar klein.
Brembs und seine Kollegen schlossen daraus, dass es im Hirn der Taufliegen Funktionen geben muss, die auch ohne äußere Ursache spontane Entscheidungen vermitteln können. Dieses unvorhersagbare Verhalten deuten die Wissenschaftler als den Ausdruck eines "freien Willens", da es nicht völlig deterministisch und gleichzeitig nicht rein zufällig ist. (jpb)
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