Ein bahnbrechendes neues Connectom kartiert jede neuronale Verbindung im zentralen Nervensystem einer erwachsenen Fruchtfliege und zeigt, dass Verhalten möglicherweise eher durch lokale neuronale Teamarbeit als durch ein zentrales Gehirnkommandozentrum gesteuert wird. Die am 8. Juni in Nature veröffentlichte Studie ist eine Zusammenarbeit der Harvard Medical School, der Princeton University und eines internationalen Teams.
Die Forschung
Das Team unter der Leitung von Rachel Wilson an der HMS und Wei-Chung Allen Lee an der HMS und dem Boston Children's Hospital erweiterte ein zuvor veröffentlichtes Fruchtfliegen-Gehirn-Connectom durch Hinzufügen des Nervenstrangs der Fliege (das Äquivalent unseres Rückenmarks). Dies ist das erste vollständige Gehirn-Körper-Verdrahtungsdiagramm für die Fruchtfliege Drosophila melanogaster, die etwa 160.000 Neuronen besitzt. Mittels Elektronenmikroskopie und KI-gestützter Nachverfolgung kartierten sie jedes Neuron und jede Synapse, die das Gehirn mit dem Körper verbindet.
Bei der Analyse des Netzwerks entdeckten sie, dass viele Verhaltensweisen der Fruchtfliege, wie Laufen und Fliegen, von lokalen Schaltkreisen im Nervenstrang gesteuert werden, nicht von einem einzelnen zentralen Kommandozentrum im Gehirn. „Wir können erstmals alle Neuronen und ihre Verbindungen als vollständige Einheit sehen“, sagte Rachel Wilson. Der Erstautor Alexander Bates bemerkte, dass Neuronen im Nervenstrang „einige der nützlichsten“ seien, da sie mit Empfindung und Bewegung verbunden sind.
Warum es wichtig ist
Diese Erkenntnis stellt die Idee in Frage, dass komplexe Verhaltensweisen einen zentralen Kontrolleur erfordern. Stattdessen könnten Intelligenz und koordinierte Handlungen aus verteilten lokalen Schaltkreisen entstehen, die zusammenarbeiten. Für den Menschen könnte das Verständnis dieses Prinzips neue Ansätze in Robotik, KI und sogar Therapien für neurologische Erkrankungen inspirieren. Es unterstützt auch die Ansicht, dass unser eigenes Gehirn möglicherweise stärker auf parallele Verarbeitung angewiesen ist, als wir denken.
Was Sie tun können
Trainieren Sie die verteilte Verarbeitung Ihres Gehirns, indem Sie Aktivitäten ausüben, die die Koordination mehrerer Sinne und Bewegungen erfordern, wie Jonglieren lernen, ein Musikinstrument spielen oder eine Sportart ausüben. Diese Aufgaben stärken Verbindungen zwischen verschiedenen Gehirnregionen, ähnlich wie die lokalen Schaltkreise der Fruchtfliege.
Quelle: ScienceDaily Mind & Brain
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