Gehirn zum Download: Hier könnt ihr alle Nervenzellen einer Fruchtfliege erkunden

Zum ersten Mal ist es Forschern gelungen, ein vollständiges zentrales Nervensystem zu kartieren und ins Internet zu laden – wenn auch nur das einer männlichen Fruchtfliege. Die wissenschaftliche Arbeit dazu haben sie im Fachjournal Cell veröffentlicht. Die Kartierung umfasst 166.691 Nervenzellen und etwa 125 Synapsen, also Verbindungsstellen. Unter der URL Flywire.ai könnt ihr euch im wahrsten Sinne des Wortes selbst ein Bild davon machen.

Einmal ins Gehirn der Fruchtfliege schauen!

Gehirn und zentraler Nervenstrang sind vollständig erfasst

Den größten jemals kartierten Gehirndatensatz verdanken wir dem HHMI Janelia Research Campus, Google Research und weiteren wissenschaftlichen Partnern. Er umfasst nicht nur das Gehirn selbst, sondern auch den zentralen Nervenstrang der Fruchtfliege, der eine ähnliche Aufgabe erfüllt wie das Rückenmark der Wirbeltiere. Über die Karte können Betrachter nachvollziehen, wie das Insekt Informationen verarbeitet und dann in Aktionen umwandelt.

Eine Zusammenarbeit von KI und menschlichen Experten

Gesammelt haben die Forscher ihre Daten aus einigen Millionen Elektronenmikroskop-Aufnahmen. Von Google Research kam die KI-Unterstützung wie Flood-Filling Networks (künstliche neuronale Netzwerke) sowie das Rekonstruktionssystem Pathfinder. Die Google-Algorithmen erkannten die einzelnen Zellstrukturen in den zweidimensionalen Bildern und schufen daraus dreidimensionale Modelle. Zur Sicherheit überprüften die Experten des Janelia Research Campus sämtliche Ergebnisse und passten sie, wo nötig, an. Erst die Zusammenarbeit von KI und Mensch machte eine Datenerfassung dieses Umfangs möglich.

Um den Datensatz einzusehen, braucht ihr ein Google-Konto, mit dem ihr euch bei Flywire anmeldet. Drei begleitende Studien zeigen bereits Anwendungen zu den Themen Sehen, Sozialverhalten und Geschmack. Außerdem könnt ihr die beiden Fruchtfliegengeschlechter bis ins Kleinste vergleichen, weil auch ein weibliches Nervensystem zur Verfügung steht.

Menschliches Gehirn bleibt noch in weiter Ferne

Die Wissenschaftler haben sich ausgerechnet die Fruchtfliege herausgepickt, weil sie ein überschaubares Nervensystem hat und trotzdem komplexe Verhaltensweisen an den Tag legt. Diese Insekten können beispielsweise balzen und zeigen sogar Aggressionen. Im Anschluss wagen sie sich an kompliziertere Tiere wie Zebrafische heran, aber auch an Teilen von Mäusegehirnen. Das menschliche Gehirn mit seinen etwa 86 Milliarden Neuronen bleibt auch mit aktueller KI-Leistung noch in weiter Ferne.