Med et elektronmikroskop har forskerne klart å ta bilder av fluehjernen helt nede på nanonivå.

Ikke bare har de avbildet nervecellene i hjernen, men også synapsene som binder dem sammen.

Til sammen har de kartlagt 3.016 hjerneceller og 548.000 forbindelser mellom dem. Så har de brukt datamaskiner til å lage et kart av hjernen.

− Å kartlegge hjernen til en liten bananflue høres kanskje ikke så stort ut, men å lage et såpass detaljert kart krever utrolig møysommelig arbeid og er viktig for vår forståelse av hvordan hjernen ser ut på detaljnivå, skriver Ragnhild Irene Jacobsen til forskning.no.

Hun er hjerneforsker ved Kavli-instituttet for nevrovitenskap ved NTNU.

Minner om kunstig intelligens

Prosjektet avslører også hvordan hjernecellene snakker sammen.

Det kan minne om kunstig intelligens, påpeker forskerne bak studien.

− Det er interessant at datavitenskapen konvergerer mot det evolusjonen allerede har oppdaget, sier hjerneforsker ved University of Cambridge Albert Cardona i en nyhetssak i det vitenskapelige tidsskriftet Nature.

For som regel er det ikke bare én synapse mellom hjernecellene.

41 prosent av dem har nemlig flere forbindelser mellom seg.

Dette er viktig for at hjernen skal kunne lære, forklarer Jakobsen.

Fluene er smartere enn vi har trodd

− En hjerne uten tilbakevendende forbindelser er litt som en telefon som bare fungerer en vei. Man får formidlet informasjon, men man får ingen tilbakemelding på hva mottaker syntes om eller gjorde med den informasjonen, forklarer Jakobsen.

At kommunikasjonen går begge veier, er også et viktig prinsipp for kunstig intelligens.

Og selv om det er langt fra flue til menneske, er disse insektene smartere enn vi har trodd.

Bananfluer har nemlig både oppmerksomhet, arbeidsminne og en form for bevissthet. Det fant forskere ut da de lot bananfluer fly i en virtuell virkelighet.

Kan brukes til å lære om Alzheimer

En datamodell av bananfluens hjerne kan også være nyttig av andre grunner. Den kan nemlig gi mer kunnskap om sykdommer vi mennesker kan få, hevder forskerne.

Alzheimer er en av disse.

Sykdommen starter i visse områder av hjernen. Det kan de etterligne prosessen i den digitale fluehjernen.

De kan rett og slett skru av de skadde cellene i datamodellen.

I teorien vil dette gi et bilde av hvilke konsekvenser Alzheimer får i hjernen. Altså hvordan sykdommen rammer kommunikasjonen i det viktige organet.

Må bygge et stødig fundament av kunnskap

Men den digitale fluehjernen er selvfølgelig langt unna en menneskehjerne.

− At kartlegging av hjernen til en vanlig bananflue skal kunne bidra til å forstå Alzheimers sykdom, kan nok høres fjernt ut, men det er dette som er grunnforskning. Grunnforskning gir oss byggesteinene vi trenger til å bygge et stødig fundament, skriver Jacobsen.

Uten et slikt fundamentet blir annen kunnskap bare luftslott, påpeker hjerneforskeren.

Bare én hjerne

Samtidig er dette bare ett kart av én hjerne på et gitt tidspunkt.

− Hjernen forandrer seg konstant, og ingen hjerner er identiske. Vi må derfor kartlegge enda flere hjerner for å se hvilke forbindelser som er generelle, og hvilke som er individuelle eller relatert til spesifikke opplevelser, skriver Jacobsen.

Fluehjernen i dette prosjektet var fra en seks uker gammel larve.

Første skritt er å kartlegge hjernen til en voksen bananflue, sier forskerne bak den nye studien til Nature.

Referanse:

Michael Winding med flere: The connectome of an insect brain, Science, mars 2023. Sammendrag.

les også denne fra ung.forskning.no:

Denne lille flua har vunnet fem nobelpriser