130 Zellen in einem Fruchtfliegenhirn sorgen für Freunde in der Forschung: Es handelt sich dabei um das gesamte visuelle Netzwerk der Drosophila melanogaster, das kürzlich von Biologieprofessor Simon Sprecher und dessen Arbeitsgruppe komplett entschlüsselt wurde. Die neuen Daten unterstützen die Hirnforschung auf dem Weg zu einem besseren Verständnis des Gehirns.

Kleiner Schritt mit grosser Wirkung: Erstmals ist es einem Forschungsteam gelungen, das visuelle System im Gehirn der Fruchtfliegenlarve in seiner Gesamtheit zu entschlüsseln, das heisst, ein ganzes in sich geschlossenes Netzwerk aus synaptischen Verbindungen. Diese Verbindungen, die sogenannten Synapsen, entstehen nicht zufällig, sondern formen kleinere und grössere Netzwerke, die wiederum miteinander in Kontakt stehen. Konkret umfasst das sogenannte Konnektom (in sich geschlossenes Netzwerk), das von Biologieprofessor Simon Sprecher und seiner Arbeitsgruppe entschlüsselt wurde, 130 Zellen, also rund sechs Prozent des gesamten Larvengehirns der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) mit 2000 Zellen. Im Vergleich dazu: Das Gehirn der adulten Fliege weist etwa 150'000 Zellen auf und das menschliche Gehirn vermutlich rund 80 Milliarden Zellen.

Google Maps fürs Gehirn
Ziel der Entschlüsselung von verschiedenen Netzwerken ist es, eine komplette Karte des Gehirns anlegen zu können. Vergleichbar mit einer Anwendung wie Google Maps, erhoffen sich die Forschenden davon, eines Tages genau erfassen zu können, wie der Informationsstrom im Gehirn fliesst, wo welche Informationen zusammenlaufen und wer mit wem am nächsten verbunden bist.

Mit dem erfolgreichen Beenden dieser Entschlüsselung treten Prof. Simon Sprecher und sein Team in eine nächste Phase dieses grossen ERC-Forschungsprojekts: Jetzt geht es darum zu untersuchen, wie das visuelle Netzwerk das Verhalten beeinflusst und welche Zellen wie und was empfinden können (z. Bsp. Licht oder Wärme).

Kleine Fliege, grosse Hoffnungen
Die Drosophila melanogaster gehört zu den am meisten verwendeten Modellorganismen überhaupt. Ihr stark vereinfachtes Nervensystem und auch die kurze Generationszeit machen sie zu einem beliebten Forschungsobjekt, gerade in der Hirnforschung. «Noch wissen wir viel zu wenig wie ein Gehirn funktioniert», so Sprecher. «Erst wenn die normalen Funktionen dieses Organs einmal entschlüsselt sind, können wir versuchen zu verstehen, was bei Krankheiten falsch läuft.»

• Die Forschungsresultate zur Entschlüsselung des visuellen Systems der Fruchtfliege, Organization of the Drosophila larval visual circuit, wurden kürzlich online auf eLife Sciences publiziert (Link: https://elifesciences.org/articles/28387)