Das Studium der Gehirnentwicklung bei lebenden Tieren galt lange als fast unmöglich, da das komplexe Netz aus Neuronen und labyrinthartigen Verbindungen in Echtzeit abgebildet werden muss.
Forscher der Yale School of Medicine haben nun Computer- und Mikroskopietechniken kombiniert, um diesen Prozess bei einem lebenden Nematoden, C. elegans, zu beobachten.
Diese Tiere sind in der Forschung beliebt, weil sie trotz simpler Biologie wesentliche molekulare und genetische Merkmale mit Menschen teilen.
„Früher konnten wir nur einzelne Zellen oder kleine Gruppen im lebenden C. elegans für kurze Zeiträume untersuchen“, erklärt der leitende Forscher Mark Moyle, assoziierter Professor für Neurowissenschaften an der Yale School of Medicine. „Es war atemberaubend, nun stundenlang zuzusehen, wie sich die Entwicklung über das gesamte Gehirn entfaltet – ein hoch orchestrierter Tanz.“
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Die Experten entdeckten, dass neuronale Prozesse im Wurmgehirn schichtenweise organisiert sind, mit spezifischen Schaltkreisen für unterschiedliche Verhaltensweisen.
Mit hochauflösender Lichtblattmikroskopie verfolgten sie den Weg einzelner Zellen während der Organismusentwicklung und analysierten, wie diese den Gehirnaufbau steuern.
Das Gehirn gleicht der Organisation einer Stadt wie London, mit Vierteln wie der City of London oder Soho, die jeweils spezifische Funktionen wie Finanzen oder Unterhaltung erfüllen.
„Bei Betrachtung der Architektur wird klar, dass alles Wissen über Tierverhalten in der Gehirnstruktur verankert ist“, sagt Prof. Daniel Colón-Ramos, Dorys McConnell Duberg-Professor für Neurowissenschaften und Zellbiologie. „Plötzlich erkennt man, wie die Stadt funktioniert und die Beziehungen zwischen den Vierteln klar werden.“