In einem abgedunkelten Raum in Ashburn, Virginia, sitzen Reihen von Wissenschaftlern an Computerbildschirmen und zeigen lebendige 3-D-Formen. Mit einem Mausklick drehen sie jede Form, um sie von allen Seiten zu untersuchen. Die Wissenschaftler arbeiten in einem Betongebäude des Janelia Research Campus des Howard Hughes Medical Institute, direkt an der Straße Helix Drive. Aber ihre Gedanken sind ganz woanders - im Gehirn einer Fliege.
Jede Form auf den Bildschirmen der Wissenschaftler repräsentiert einen Teil eines Fruchtfliegenneurons. Diese Forscher gehen ein Ziel an, das früher unerreichbar schien: die Beschreibung der etwa 100.000 Neuronen eines Fliegenhirns und die Ermittlung der Millionen von Knoten, an denen sie sich verbinden. Ein solches Verdrahtungsschema (Konnektom) zeigt die komplette Schaltung der verschiedenen Gehirnbereiche und wie sie miteinander verbunden sind. Die Arbeit könnte dabei helfen, Netzwerke freizuschalten, die beispielsweise an der Gedächtnisbildung beteiligt sind, oder Nervenbahnen, die Bewegungen zugrunde liegen.
Jetzt meldet das Forscherteam, dass sie einen kritischen Meilenstein erreicht haben: Sie haben den Weg jedes Neurons in einem Teil des weiblichen Fruchtfliegengehirns verfolgt, das sie als „Hemibrain“ bezeichnet haben. Die Karte umfasst 25.000 Neuronen - ungefähr ein Drittel des Fliegenhirns nach Volumen. Es umfasst Bereiche, die für Wissenschaftler von großem Interesse sind - solche, die Funktionen wie Lernen, Gedächtnis, Geruch und Navigation steuern. Mit mehr als 20 Millionen lokalisierten neuronalen Verbindungen ist dies die größte und detaillierteste Karte des Fliegenhirns, die jemals erstellt wurde.
Das Connectome-Projektteam, bekannt als FlyEM, stellt die Daten - und alle dazu notwendigen Tools - kostenlos zur Verfügung. Sie beschreiben die Arbeit in einem Artikel, der am 21. Januar 2020 bei bioRxiv eingegangen ist. Und sie sind derzeit auf dem Weg, bis 2022 ein Konnectom des gesamten Fliegennervensystems fertigzustellen.
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Bild: Screenshot aus dem Beispielvideo der Karte. Copyright: janielia.org