Sie können gehen, schweben und die Männchen können sogar Liebeslieder singen, um ihre Partner zu vögeln - all das mit einem Gehirn, das winziger ist als ein Pinhead.
Wissenschaftler, die das Gehirn einer Fliege erforschen, haben nun erstmals die Position, Form und Verbindungen jeder einzelnen ihrer 130.000 Zellen und 50 Millionen Verbindungen identifiziert.
Es ist die detaillierteste Analyse des Gehirns eines erwachsenen Tieres, das jemals produziert wurde.
Ein führender Hirnspezialist, unabhängig von der neuen Forschung, beschrieb den Durchbruch als einen großen Sprung in unserem Verständnis unserer eigenen Gehirne.
Einer der Forschungsleiter sagte, es würde neues Licht in den Mechanismus des Denkens werfen.
Dr. Gregory Jefferis vom Medical Research Councils Laboratory of Molecular Biology (LMB) in Cambridge erzählte BBC News, dass wir derzeit keine Ahnung haben, wie das Netzwerk von Gehirnzellen in jedem unserer Köpfe es uns ermöglicht, miteinander und mit der Welt um uns herum zu interagieren.
Was sind die Verbindungen?
Wie fließen die Signale durch das System, das uns die Informationen verarbeiten lässt, um Ihr Gesicht zu erkennen, das Sie meine Stimme hören und diese Worte in elektrische Signale verwandeln lässt?
Die Kartierung des Fliegenhirns ist wirklich bemerkenswert und wird uns helfen, ein echtes Verständnis dafür zu bekommen, wie unser eigenes Gehirn funktioniert.Wir haben eine Million mal so viele Gehirnzellen, oder Neuronen, als die Fruchtfliege, die untersucht wurde.
Wie kann also das Schaltbild eines Insektenhirns Wissenschaftlern helfen, zu lernen, wie wir denken?
Die von den Wissenschaftlern produzierten Bilder, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurden, zeigen ein Verwirrungsgewirr, das so schön wie komplex ist.
Seine Form und Struktur hält den Schlüssel, um zu erklären, wie solch ein winziges Organ so viele leistungsfähige Rechenaufgaben ausführen kann.
Die Entwicklung eines Computers in der Größe eines Mohnsamens, der zu all diesen Aufgaben fähig ist, ist weit über die Fähigkeit der modernen Wissenschaft hinaus.
Dr. Mala Murthy, ein weiterer Leiter des Projekts, von der Princeton University, sagte, dass das neue Verkabelungsdiagramm, wissenschaftlich als Connectome bekannt, für Neurowissenschaftler transformativ sein würde.
Es wird Forschern helfen, besser zu verstehen, wie ein gesundes Gehirn funktioniert.
In der Zukunft hoffen wir, dass wir vergleichen können, was passiert, wenn es in unserem Gehirn schief geht.Das ist eine Sichtweise, die von Dr. Lucia Prieto Godino unterstützt wird, einer Gruppenleiterin für Hirnforschung am Francis Crick Institute in London, die vom Forschungsteam unabhängig ist.
Forscher haben die Connectome eines einfachen Wurms, der 300 Drähte und eine Made, die dreitausend hat abgeschlossen, aber mit einem kompletten Connectome von etwas mit 130.000 Drähten ist eine erstaunliche technische Leistung, die den Weg für die Suche nach den Connectome für größere Gehirne wie die Maus und vielleicht in mehreren Jahrzehnten unsere eigenen ebnet.
Die Forscher konnten für viele einzelne Funktionen getrennte Schaltungen identifizieren und zeigen, wie sie miteinander verbunden sind.
Die mit der Bewegung verbundenen Drähte befinden sich zum Beispiel an der Basis des Gehirns, während die für die Verarbeitung des Sehens auf die Seite gerichtet sind.
Es gibt viele weitere Neuronen, die an letzteren beteiligt sind, weil das Sehen viel mehr Rechenkraft erfordert.
Während Wissenschaftler bereits über die getrennten Schaltungen wussten, wussten sie nicht, wie sie miteinander verbunden waren.
Andere Forscher nutzen bereits die Schaltpläne, um zum Beispiel herauszufinden, warum Fliegen so schwer zu swaten sind.
Die Sichtkreise erkennen, aus welcher Richtung Ihre aufgerollte Zeitung kommt, und sie geben das Signal an die Fliegenbeine weiter.
Entscheidend ist jedoch, dass sie ein stärkeres Sprungsignal an die Beine senden, die sich vom Objekt ihres bevorstehenden Untergangs abwenden.
Man könnte also sagen, sie springen weg, ohne auch nur nachdenken zu müssen – buchstäblich schneller als die Geschwindigkeit des Denkens.
Diese Erkenntnis erklärt vielleicht, warum wir Menschen selten mit Squash fliegen.
Der Schaltplan wurde erstellt, indem ein Fliegenhirn mit Hilfe einer im Wesentlichen mikroskopischen Käsereibe aufgeschlitzt wurde, wobei jeder der 7.000 Scheiben fotografiert und digital zusammengefügt wurde.
Dann wandte das Princeton-Team künstliche Intelligenz an, um die Formen und Verbindungen aller Neuronen zu extrahieren.
Aber die KI war nicht perfekt – die Forscher mussten immer noch über drei Millionen Fehler von Hand beheben.
Dies an sich war eine technische Tour de Force, aber die Arbeit war nur zur Hälfte erledigt.
Die Karte allein war bedeutungslos, es sei denn, es gab eine Beschreibung dessen, was jeder Draht tun sollte, so Dr. Philipp Schlegel, der ebenfalls vom Medical Research Councils Laboratory of Molecular Biology stammt.
Diese Daten sind ein bisschen wie Google Maps, aber für Gehirne: Das Rohverdrahtungsdiagramm zwischen Neuronen ist wie das Wissen, welche Strukturen Straßen und Gebäude entsprechen.
Beschreibung der Neuronen ist wie das Hinzufügen der Namen für Straßen und Städte, Geschäftsöffnungszeiten, Telefonnummern, Bewertungen, etc.
auf die Karte.
Sie müssen beides, damit es wirklich nützlich sein... Die Fliege Connectome ist verfügbar für jeden Wissenschaftler, der es verwenden will, um ihre Forschung zu leiten.
Dr. Schlegel glaubt, dass die Welt der Neurowissenschaften dank dieser neuen Karte eine Lawine von Entdeckungen in den nächsten Jahren erleben wird.
Ein menschliches Gehirn ist so viel größer als die Fliegen, und wir haben noch nicht die Technologie, um alle Informationen über seine Verkabelung zu erfassen.
Aber die Forscher glauben, dass es vielleicht in 30 Jahren möglich sein könnte, ein menschliches Connectome zu haben.
Das Fliegenhirn, sagen sie, ist ein Anfang eines neuen, tieferen Verständnisses, wie unser eigener Geist funktioniert.
Die Forschung wurde von einer großen internationalen Zusammenarbeit von Wissenschaftlern, genannt FlyWire Consortium, durchgeführt.