Insekten nutzen in erster Linie ihr Sehvermögen, um sich in ihrer Umgebung zurechtzufinden. Neue Forschungen der Universität Konstanz beleuchten die komplexe Signalverarbeitung im Insektengehirn, insbesondere in Bezug auf das Bewegungssehen. Anna Stöckl und Ronja Bigge haben in ihrer aktuellen Untersuchung, die in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht wurde, das neuronale Netzwerk von Taubenschwänzchen analysiert, um besser zu verstehen, wie visuelle Reize verarbeitet, ausgesiebt und kategorisiert werden. Diese Erkenntnisse könnten das Verständnis des Bewegungssehens bei Insekten grundlegend verändern und neue Wege für künftige Studien eröffnen.
Die Lamina, das erste visuelle Verarbeitungszentrum im Gehirn von Insekten, spielt dabei eine zentrale Rolle, da sie direkt mit dem Auge verbunden ist. Stöckl und Bigge konzentrierten sich darauf, wie verschiedene Lichtverhältnisse das Bewegungssehen beeinflussen. Ihre Wahl fiel auf Taubenschwänzchen, deren neuronale Verarbeitungsmechanismen denen vieler anderer Insektenarten ähneln. Dies stellt einen entscheidenden Fortschritt dar, da bisher hauptsächlich Fruchtfliegen untersucht wurden.
Funktionsweise der Lamina
Bei ihrer detaillierten Analyse identifizierten die Forschenden verschiedene Zelltypen von Lamina-Neuronen und deren Vernetzung mithilfe von Elektronenmikroskopie. Die Lamina-Zellen sind darauf ausgelegt, Lichtsignale zu summieren oder zu subtrahieren, was die Effizienz der Informationsverarbeitung steigert. In schlechten Lichtverhältnissen summieren die Neuronen Signale, was zu einem stärkeren, jedoch unschärferen Bild führt. Im Gegensatz dazu hemmen sich bei guten Lichtverhältnissen benachbarte Zellen, was die Bildauflösung erhöht, aber die Signalstärke verringert. Diese duale Funktion der Zellen zeigt, dass eine einzelne Zelle in verschiedenen Schichten der Lamina unterschiedliche Aufgaben erfüllen kann.
Ein aufregender Aspekt der Studie ist die Entdeckung einer funktionellen Schichtung innerhalb der Lamina. Hier sammeln Zellen in einer Schicht Signale, während sie in einer anderen Schicht diese Signale hemmen. Diese Erkenntnisse werfen Fragen auf und deuten darauf hin, dass zukünftige Studien auch die Unterschiede im Bewegungssehen zwischen tagaktiven und nachtaktiven Faltern näher untersuchen sollten. Wissenschaftler erhoffen sich davon tiefere Einblicke in die Anpassungsmechanismen der Insekten an ihre jeweiligen ökologischen Nischen.
Die Originalpublikation von Ronja Bigge, Kentaro Arikawa und Anna Stöckl, die den Titel „*Insekten tief in die Augen geschaut*“ trägt, ist in *Current Biology* erschienen und dokumentiert die neuesten Fortschritte in der Insektenforschung. Anna Stöckl, die als Junior-Professorin für Neurobiologie und Verhalten an der Universität Konstanz tätig ist, sowie Ronja Bigge, die als Postdoc der Neurobiologie arbeitet und durch die Hector Fellow Academy gefördert wird, setzen sich mit großer Leidenschaft für die Erforschung dieser komplexen biologischen Systeme ein.
Für detailliertere Informationen über die Ergebnisse und deren Bedeutung können Interessierte den Artikel auf der Webseite der Universität Konstanz unter uni-konstanz.de nachlesen.