Här är en atlas över bananflugans hjärna

En karta över det nätverk som våra nervceller bildar anses av många vara nyckeln till att förstå hur våra hjärnor fungerar. Nu har bananflugans 140 000 nervceller kartlagts, sammankopplade med varandra på över 50 miljoner ställen. Bakom kartläggningen står det internationella forskningsprojektet Flywire.

Det är kopplingarna mellan nervcellerna, det vill säga synapserna, som avgör vart och hur nervimpulserna transporteras vidare, om de förstärks eller dämpas. I det stora nätverket som utgör hjärnan finns mindre kretsar som till exempel hanterar synen.

– Om vi kan förstå på djupet hur vilken hjärna som helst fungerar, kommer det att säga oss någonting om alla hjärnor. En nervcells funktion definieras främst av hur den är kopplad till andra nervceller, sade Sebastian Seung, professor i neurovetenskap vid Princeton university, under presskonferensen där kartläggningen presenterades.

Tillsammans med Princetonkollegan professor Mala Murthy är han en av initiativtagarna till Flywire.

Bananflugan – eller Drosophila melanogaster, som den heter på latin – är ett vanligt forskningsobjekt för neuroforskare. Trots en mycket liten hjärna har flugan liknande beteenden som människan: De behöver till exempel kunna navigera från en plats till en annan och anpassa sitt sociala beteende.

Daniel Fürth är biträdande lektor i neurovetenskap vid Uppsala universitet och har följt Flywires projekt länge. Han arbetar själv med bananflugor och förstår varför de är först ut.

– I människas gener finns det fortfarande många delar som vi inte har koll på, men bananflugan har vi enorm genetisk kontroll över. Vi vet det mesta om deras gener, och vi kan göra genetiska experiment som vi inte har möjlighet att göra med möss eller människor, säger Daniel Fürth.

En vuxen bananflugas hjärna är ungefär lika stor som ett vallmofrö. För att få en så detaljerad bild som möjligt har forskarna delat upp den här vallmofröhjärnan i 7 000 tunna segment.

Med hjälp av mycket känsliga elektronmikroskop har forskarna tagit bilder av alla segment, och bilderna har sedan pusslats ihop till en 3D-modell med hjälp av maskininlärning. De 140 000 rekonstruerade nervcellerna har därefter kontrollerats manuellt av hundratals forskare och frivilliga för att se till att alla synapser blivit korrekta.

I nästa steg av projektet fick nervcellskartan små beskrivningar, där nervcellerna har klassificerats efter celltyp och funktionalitet. Nervceller som tidigare har konstaterats höra ihop – till exempel nervceller kopplade till synen – klumpas ihop. Resultatet är en funktionell atlas, ungefär som Google Maps. Det obehandlade kopplingsschemat kan liknas vid satellitbilderna av jorden, och att sätta etiketter på nervcellerna blir som att skriva ut namnen på gator och städer. Det är först då kartan blir verkligt användbar.

Människan har en miljon gånger fler nervceller än bananflugan, och att göra en liknande nätverkskarta för den mänskliga hjärnan skulle därför genast bli mycket mer komplext. Samtidigt sades samma sak om bananflugan för bara några år sedan.

Den enda kompletta kartläggning av ett nervsystem som funnits sedan tidigare är av en rundmask, som endast har 302 nervceller. Den publicerades redan 1986. Att gå från 302 till 140 000 nervceller har alltså tagit närmare 38 år, men forskarna bakom Flywire tror att teknikutvecklingen har tagit fart på allvar. Nu är siktet inställt på att kartlägga en mushjärna på samma sätt.

Studien publiceras i Nature, och  Flywires data är öppen för allmänheten via deras hemsida.