Gehirntätigkeit Bei Fliegen Gemessen

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Elektroden, die an winzige fruchtfliegengehirne angeschlossen waren, zeigten während des fluges einen aktivitätsschub.

In einem ausgeflippten Fruchtfliegenexperiment haben Wissenschaftler mithilfe von Elektroden die Gehirnaktivität der kleinen Insekten gemessen, während sie zum ersten Mal mit den Flügeln schlagen. Als die Tiere zu fliegen begannen, stiegen die Nervenzellen im sichtbaren Bereich des Gehirns abrupt an.

Obwohl Fruchtfliegengehirne winzig sind und nur 300.000 Gehirnzellen packen, haben die Ergebnisse Auswirkungen auf das Verständnis von Gehirnveränderungen bei größeren Tieren. Zum Vergleich: Ein durchschnittliches menschliches Gehirn hat etwa 100 Milliarden Neuronen.

"Unsere Arbeit an Drosophila [Fruchtfliegen] ist von allgemeinem Interesse, weil sensorische Neuronen bei vielen Arten - einschließlich Vögeln, Nagetieren und Primaten - ihre Reaktionsstärke in Abhängigkeit vom Verhaltenszustand des Tieres ändern, aber warum diese Empfindlichkeitsänderungen stattfinden, ist nicht völlig klar. " sagte der Studienforscher Gaby Maimon von Caltech.

Die Forschung wurde am 14. Februar in der Online-Vorausgabe der Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht.

Bisherige Aufnahmen der Neuralzellaktivität in Fruchtfliegen betrafen Tiere, die festgeklebt oder verklebt waren. Die Arbeit mit einem so kleinen Gehirn kann an sich schon eine Herausforderung sein, aber Maimon und seine Kollegen wollten die Fliege am Leben und aktiv halten.

"Die Herausforderung bestand darin, den Zugang zum Gehirn auf eine Weise zu erlangen, die die Fähigkeit des Tieres zum Fliegen oder Verhalten nicht beeinträchtigte", sagte der Studienforscher Michael Dickinson von Caltech. "Wir konnten das Gehirn nicht einfach aus dem Körper reißen und in eine Schüssel geben."

Das Team band die Fruchtfliege so fest, dass der Kopf festgeklemmt wurde, während die Flügel frei klappten. Dann schnitten die Wissenschaftler ein Stück der harten Kutikula ab, das das Gehirn des Insekts bedeckte, und platzierten die Elektroden auf Neuronen im visuellen Bereich des Gehirns.

Unter der Haube sieht das Gehirn einer Fruchtfliege wie ein weißer Fleck aus, sagte Dickinson gegenüber WordsSideKick.com.

"Diese Zellen helfen der Fliege im Grunde, wenn sich ihre Körperhaltung ändert", sagte Dickinson. "Die Signale dieser Zellen sollen winzige Lenkmuskeln steuern, die dann das Muster der Flügelbewegung verändern und das Tier wieder ins Gleichgewicht bringen."

Eine visuelle Anzeige der sich bewegenden Streifen ließ die Fliege denken, dass sie sich bewegte, entweder zu Fuß oder in der Luft. Die elektrische Aktivität der sichtbaren Gehirnzellen verdoppelte sich während des Fluges ungefähr. Der Aktivitätsschub legt nahe, dass dieses visuelle System besonders empfindlich ist, wenn das Tier geflügelt ist.

"Das sagt uns zumindest in Bezug auf dieses visuelle System, dass sich das Fliegengehirn beim Fliegen in einem anderen Zustand befindet als im Ruhezustand, wenn es nur auf dem Boden laufen würde", sagte Dickinson.

Als nächstes möchte das Team herausfinden, was hinter der zusätzlichen Sensibilität und dem Zweck der Fruchtfliegen steckt.

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