Fliegengehirne im Computer

17.02.1998 - (idw) Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Auf den Computerbildschirmen von Wuerzburger Forschern nehmen sie Gestalt an: die Gehirne zahlloser Taufliegen. Aus dem Vergleich dieser Organe soll neues Wissen ueber Gehirnfunktionen sprudeln.

Anatomie im Computer - das steht im Mittelpunkt des neuen ueberregionalen Forschungsverbunds "Virtual Brain" an der Universitaet Wuerzburg: Von Insekten und Kleinsaeugern werden Gehirndaten erzeugt, die dann mit Hilfe leistungsfaehiger Rechner zu dreidimensionalen Modellen rekonstruiert werden. Neue Software soll es ermoeglichen, die Modelle zu visualisieren und zu vergleichen, um letzten Endes die Funktion der Gehirne anhand ihrer Struktur weiter erforschen zu koennen.

Am Lehrstuhl fuer Genetik haben die Wissenschaftler damit begonnen, das Gehirn der Taufliege (Drosophila melanogaster) im ganzen zu praeparieren, zu faerben und zu rekonstruieren. Solche dreidimensionalen Modelle liessen sich bis vor einigen Jahren nur zeitintensiv und unter grossem experimentellem Aufwand rekonstruieren - und zwar aus langen Serien hauchduenner Schnitte. Heute dagegen steht die Konfokalmikroskopie zur Verfuegung. Sie ermoeglicht es, Schnittserien sehr schnell auf optischem Weg zu erstellen und diese genauso schnell wieder zu ganzen Gehirnen zusammenzusetzen.

Die Menge der dabei entstehenden Daten ist, aehnlich wie bei der Kernspintomographie, gewaltig. Deshalb sind neue Verfahren noetig, um die Daten effizient weiterzuverarbeiten und zu visualisieren. Zusammen mit dem Konrad Zuse-Rechenzentrum in Berlin haben die Wuerzburger Forscher bereits erste Schritte unternommen, um mehrere rekonstruierte Gehirne darstellen und vergleichen zu koennen. Denn die Genetiker interessieren sich nicht nur fuer ein einzelnes Gehirn, sondern fuer die Unterschiede zwischen vielen Gehirnen - schliesslich ist die "Kommandozentrale" keine fuer alle Fliegen identische, "festverdrahtete" Schaltung. Das Gehirn unterscheidet sich von Fliege zu Fliege und veraendert sich sogar waehrend des Lebens einer einzelnen Fliege. Diese Plastizitaet ist, wie immer deutlicher wird, auch die Grundlage von Lernfaehigkeit und Gedaechtnis.

Der Forschungsverbund "Virtual Brain" wurde unter Federfuehrung von Prof. Dr. Martin Heisenberg, Inhaber des Lehrstuhls fuer Genetik an der Universitaet Wuerzburg, beim Bundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) eingeworben. Beteiligt sind auch Forschungsgruppen aus Berlin, Freiburg und Magdeburg.

Kontakt: Prof. Dr. Martin Heisenberg, Telefon (0931) 888-4451, Fax (0931) 888-4452, E-Mail: heisenberg@biozentrum.uni-wuerzburg.de