Bettina Schnell erhält ERC Starting Grant um zu erforschen wie Fliegengehirne Entscheidungen treffen

Bettina Schnell, Leiterin der Forschungsgruppe Neurobiologie der Flugsteuerung, wurde mit einem renommierten Starting Grant des Europäischen Forschungsrates (ERC) ausgezeichnet. Mit einem Fördervolumen von 1,5 Mio. Euro soll ihr Forschungsprojekt dazu beitragen zu verstehen, wie Tiere Verhaltensentscheidungen treffen.

Ein Tier reagiert nicht immer mit dem gleichen Verhalten auf äußere Reize. Obwohl die Sinnessysteme Reize verlässlich an das Nervensystem melden, kann die Reaktion des Tieres unterschiedlich ausfallen. Wie kommt es zu dieser Variabilität? Klar ist, dass der innere Zustand des Tieres ebenfalls eine Rolle spielt: Wenn ein Tier sehr hungrig ist, reagiert es beispielsweise anders auf Futterreize, als wenn es gerade gefressen hat. Wie genau aber trifft ein Tier Entscheidungen? Das haben wir bislang bei keinem Organismus wirklich verstanden.

Im Projekt „MOBY-FLY“ wird an der Fruchtfliege Drosophila genau untersucht, welche Rolle sowohl äußere Reize als auch der aktuelle Verhaltenszustand des Tieres hierbei spielen. Fliegen können während des Fluges extrem schnelle Drehungen ausführen, die sogenannten Sakkaden. Sie nutzen diese Sakkaden vor allem, um Gefahren auszuweichen, aber auch für die Nahrungssuche. Obwohl das Nervensystem der winzigen Fliege sehr gut beschrieben ist, ist bisher unklar, welches neuronale Netzwerk diesem faszinierenden Verhalten zu Grunde liegt. Bettina Schnell gelang es bereits kürzlich, eine Nervenzelle im Gehirn der Fliege zu identifizieren, deren Aktivität deutlich mit den Sakkaden korreliert. Diese Zelle gehört zu den „absteigenden“ Nervenzellen, die den „Output“ des Gehirns steuern, indem sie beispielsweise Befehle an die Muskeln senden. Nun möchte die Arbeitsgruppenleiterin herausfinden, welche Nervenzellen ihrerseits den Input für diese Zelle liefern und wie sie miteinander verschaltet sind.

Hierzu wird die Forschungsgruppe die Nervenzellen zunächst anatomisch identifizieren um dann ihre Aktivität mittels elektrophysiologischer Ableitungen und des sogenannten 2-Photonen Calcium-Imagings während des Fluges zu messen. So kann aufgeklärt werden, wie die Zellen vernetzt sind und welche Zelle welche Aufgabe erfüllt. Durch die Präsentation von verschiedenen Reizen kann dann geprüft werden, ob die Aktivität der einzelnen Zellen eher durch externe Reize oder durch den Verhaltenszustand des Tieres beeinflusst wird. Mit genetischen Techniken können darüber hinaus einzelne Nervenzellen gezielt „an- oder ausgeschaltet“ werden, so dass im freien Flug der Fliege getestet werden kann, welche Funktion diese Zellen normalerweise erfüllen. Mit diesem umfassenden Ansatz soll aufgeklärt werden, auf welcher Ebene der Verschaltung - vom Sinneseindruck bis zur motorischen Aktivität - nicht mehr nur die äußeren Reize eine Rolle spielen, wo also in anderen Worten die Variabilität des Verhaltens erzeugt wird.