Wissenschaft

Forscher aus Japan wollen Insektenhirn nachbauen

Die Polizei schickt einen Schwarm Roboterschmetterlinge aus, um ein Drogenversteck zu entdecken, nach einem Erdbeben suchen Roboterbienen in den Trümmern nach Überlebenden: Szenen aus einem Science-Fiction-Roman?

Nein, für japanische Wissenschaftler sind solche Einsätze das Ziel ihrer Forschung.

Das Team von Prof. Ryohei Kanzaki an der Universität Tokio erforscht die Gehirne von Insekten, um sie für bestimmte Aufgaben nachbilden zu können. Eigentlich möchte Kanzaki eines Tages das menschliche Gehirn so gut verstehen, dass er durch Krankheiten oder Unfälle verursachte Schäden reparieren kann. Doch bevor er sich den etwa 100 Milliarden Neuronen widmet, die im Menschenhirn Signale übertragen und so Bewegungen steuern, befasst er sich seit drei Jahrzehnten mit der Funktionsweise von Insektengehirnen.

Im zwei Millimeter großen Gehirn eines Seidenspinners gibt es etwa 100 000 Neuronen. Aber Größe sei nicht alles, sagt Kanzaki. Die winzigen Insektenhirne könnten komplexe Bewegungsabläufe kontrollieren, etwa um im Flug ein anderes Insekt zu fangen. In ihnen stecke "ein ausgezeichnetes Software-Paket", das in Hunderten Millionen Jahren der Evolution immer weiter verbessert worden sei. So kann ein Seidenspinnermännchen ein Weibchen aufgrund seines Duftes und seiner Botenstoffe in einer Entfernung von über einem Kilometer aufspüren.

Jetzt arbeitet Kanzaki daran, Insektengehirne nachzubauen. "In Zukunft wird es möglich sein, Gehirne von Insekten mit elektronischen Schaltungen nachzubilden. Damit könnten wir ein echtes Gehirn kontrollieren, indem wir seine Verschaltung verändern", sagt er. Sein Team veränderte das Gehirn eines Seidenspinnermännchens so, dass es statt auf den Geruch eines Falters auf Licht reagiert. Dies sei der erste Schritt auf dem Weg, Insekten nach Drogen oder Landminen suchen zu lassen.

Mit fluoreszierenden Markern und 3-D-Bildgebung machten die Forscher sichtbar, welche Neuronen auf welchen Reiz reagieren. Kanzaki meint, Insekten könnten sich wie Menschen an eine veränderte Umwelt anpassen. "Menschen gehen nicht schneller als fünf Kilometer pro Stunde, aber sie können Autos lenken, die 100 Kilometer pro Stunde fahren", sagt er. "Unser Gehirn verwandelt das Auto in eine Erweiterung unseres Körpers. Ich denke, Insekten haben ebenfalls das Potenzial dazu."