Forschende schauen Nerven in flagranti bei der Arbeit zu

Forschenden der ETH Lausanne ist es gelungen, Nerven der Fruchtfliege bei der Arbeit zuzuschauen, während die Insekten liefen oder sich putzten. Daraus erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die Bewegungssteuerung; auch als Grundlage für bessere Roboter.

Es mutet fast wie Science-Fiction an: Nervenzellen für die Kontrolle von Bewegungen leuchten unter dem Mikroskop, während sich die Besitzerin dieser Zellen, eine Fruchtfliege, gerade putzt. Forschenden der ETH Lausanne (EPFL) ist es gelungen, die Arbeit von Nervenzellen quasi «in flagranti» zu beobachten, während sich die Fliege bewegt.

Bisher war es nahezu unmöglich, einen grossen Überblick über die beteiligten Nervenzellen bei der Bewegungskontrolle zu erhalten, während sich die Versuchstiere normal bewegen, wie die EPFL heute Montag mitteilte. Ein Team um Pavan Ramdya von der EPFL hat daher eine neue Methode entwickelt, die Nervenzell-Aktivität von Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) aufzuzeichnen.

Die Methode beruht darauf, die Nervenzellen mit Fluoreszenzfarbstoff zu markieren, so dass sie bei Aktivität heller werden. Beobachten lässt sich dieses Aufleuchten mithilfe einer Mikroskopietechnik namens «Zwei-Photon-Mikroskopie», mit der sich auch Strukturen im Inneren von Geweben beobachten lassen und nicht nur an ihrer Oberfläche beziehungsweise in dünnen Gewebeschichten.

Die Forschenden um Ramdya fokussierten auf den bauchseitigen Nervenstrang der Fliegen, der einen wichtigen Schaltkreis zur Bewegungskontrolle der Beine, des Halses, der Flügel und der für die Orientierung wichtigen Schwingkölbchen darstellt. So zeichneten die Wissenschaftler das Feuern der Nervenzellen bei bestimmten Bewegungen auf, wie zum Beispiel beim Laufen oder beim sich Putzen. Davon berichten sie im Fachblatt «Nature Communications».

Dank der neuen Methode hoffen Ramdya und Kollegen auf neue Erkenntnisse auch über die Bewegungskontrolle beim Menschen. Das Wissen um die genaue Verschaltung und das Zusammenspiel von Nervenzellen bei komplexen Bewegungsabläufen könnten auch Inspiration liefern für künftige Roboter, die sich genauso effizient bewegen wie Tiere.