Forscher haben mithilfe von Serial-Section-Elektronenmikroskopie das gesamte Gehirn einer erwachsenen Drosophila analysiert und fast alle prä‑ und postsynaptischen Partner der bristeln‑mechanosensorischen Neuronen (BMN) identifiziert, die für lokationsspezifische Kopfpflege verantwortlich sind.
Hintergrund und Fragestellung
Mechanosensorische Neuronen verteilen sich über den Körper und leiten Signale an somatotopisch organisierte Hirnregionen; bislang war unklar, wie diese Signale in zielgerichtetes Verhalten umgesetzt werden.
Methodik
Das Team nutzte ein hochauflösendes EM‑Volumen, rekonstruierte die gesamte Connectome und kartierte die Verbindungen zwischen BMNs und deren Partnern.
Postsynaptische Partner
Die Analyse zeigte, dass postsynaptische Partner die Mehrheit ausmachen und sowohl erregende als auch hemmende Neuronen umfassen.
Excitatorische Hemilinie 23b
Unter den erregenden Partnern identifizierten die Forscher die cholinerge Hemilinie 23b, deren Aktivierung gezielte Kopfpflege auslöst und deren Konnektivität je nach Herkunft der BMNs variiert, was auf eine linienbasierte somatotope Parallelarchitektur hindeutet.
Präsynaptische Hemmung
Präsynaptische Partner liefern umfangreiche Hemmung der BMNs, was mit Modellen der sensorischen Verstärkungssteuerung übereinstimmt, die die Unterdrückung von Pflegereaktionen regulieren.
Bedeutung der Befunde
Die Karte liefert das erste umfassende Bild einer somatotopen organisierten Connectome und zeigt, wie Feedforward‑Exzitation, Feedforward‑ und Feedback‑Hemmung sowie somatotope Organisation das Grooming steuern.
Ausblick
Die Ergebnisse könnten allgemeine Prinzipien der sensorischen Verarbeitung und der Entwicklung neuronaler Schaltkreise beleuchten.
Dieser Bericht basiert auf Informationen von eLife, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access). Wissenschaftliche Inhalte, offen zugänglich.
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