25 september 2013

Slaapkoppen


Bijna alle dieren slapen! De een wat langer dan de ander, maar we zien het bij bijna alle levensvormen terug. Zoogdieren, vogels, vissen, reptielen en amfibiën, zelfs sommige insekten! Dieren zijn kwetsbaar wanneer ze slapen, daarom bouwen orang-oetans slaapnesten hoog boven de grond en kruipen muizen weg in holletjes.

Als al die verschillende dieren toch allemaal het risico nemen om tijdelijk "out of order" te zijn, dan moet slapen wel een hele belangrijke functie hebben. Toch weten de deskundigen nog steeds niet helemaal waarom slapen dan zo belangrijk is.

Er wordt gedacht dat er tijdens de slaap belangrijke reparaties plaatsvinden in de hersenen. Als een mens te lang achter elkaar wakker blijft, gaat hij zelfs dood! Recent onderzoek bij muizen laat zien dat er tijdens slaap inderdaad celvernieuwing plaatsvindt en dat cellulaire stressreacties en apoptose (geprogrammeerde celdood) juist minder voorkomen.

Verder schijnt slapen, en dan vooral de REM(Rapid Eye Movement)-slaap, belangrijk te zijn voor leerprocessen en het verwerken van informatie. Zo brengen baby's en jonge dieren in vergelijking met volwassenen veel meer tijd slapend door (waarvan in verhouding ook een groter deel in REM-slaap) en mogelijk komt dat doordat ze zoveel nieuwe ervaringen opdoen. Afgelopen week werd een onderzoek gepubliceerd dat dit ook onderbouwt: peuters die na een geheugenspel een middagdutje deden hadden de volgende dag meer onthouden dan kinderen die 's middags niet hadden geslapen.

Sommige dieren kunnen eerst met 1 hersenhelft en daarna met de andere helft slapen; dit zien we bijvoorbeeld bij dolfijnen en zwaluwen. Slim, want zo kunnen ze actief en alert blijven, al is het maar mentaal op "halve kracht". Toch heeft deze uni-hemispherische slaap -zoals dat met een moeilijk woord heet- ook een nadeel: het is alleen non-REM-slaap (ook wel slow wave-slaap of diepe slaap genoemd), REM-slaap is niet mogelijk. REM-slaap is de periode waarin je droomt en -zoals ik hierboven al schreef- men vermoedt dat vooral deze slaapfase belangrijk is bij consolidatie van geheugen. Dat REM-slaap belangrijk is blijkt ook uit slaapdeprivatie onderzoek: wanneer proefpersonen na een periode waarin ze telkens werden gewekt zodra ze in REM-slaap geraakten, weer normaal mochten slapen kwamen ze sneller in de REM-slaap fase en werd meer tijd aan de REM-slaap besteed. Het lijkt er dus op dat de gemiste REM-slaap ingehaald moest worden.

Een bijzondere vorm van slaap is de winterslaap. Niet alleen beren, maar bijvoorbeeld ook hamsters houden een winterslaap. En wist je dat deze dieren ook belangrijk zijn bij onderzoek naar de ziekte van Alzheimer? Tijdens de winterslaap gebeuren er namelijk allerlei processen in de hersenen. Één van die processen is het ophopen van fosfaatgroepen op het Tau-eiwit; een probleem dat ook bij Alzheimer-patiënten aanwezig is (en mogelijk de symptomen veroorzaakt). Na het ontwaken uit de winterslaap worden deze fosfaten echter weer opgeruimd! Wetenschappers willen dus graag begrijpen hoe die opruimprocessen tot stand komen, welke mechanismen daarbij een rol spelen en hoe ze deze informatie naar een succesvolle behandeling van patiënten zouden kunnen vertalen. Wordt vervolgd?

Foto via http://likecool.com/Cutest_Rats--Pic--Gear.html

Referenties:
Bellesi et al. (2013) Effects of Sleep and Wake on Oligodendrocytes and Their Precursors, The Journal of Neuroscience, Vol.33(36): 14288-14300. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5102-12.2013
Baby Owls Sleep Like Baby Humans: Owlets Spend More Time in REM Sleep Than Adult Owls
Sleep spindles in midday naps enhance learning in preschool children.
Rattenborg N., Amlaner C., Lima S. (2000) Behavioral, neurophysiological and evolutionary perspectives on unihemispheric sleep. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 24: 817–842

Strange but True: Less Sleep Means More Dreams
Winterslapers vertonen Alzheimer-achtige hersenveranderingen

6 september 2013

Moordlustige en kannibalistische kids

Heb jij je broertje of zusje weleens de hersenen in willen slaan?
De meesten van ons zullen zich op zo'n moment hebben kunnen bedwingen, maar als je een drieteenmeeuw-kuikentje bent blijft het niet bij fantaseren: dan doe je er alles aan om broer of zus het nest uit te werken!
Drieteenmeeuw (Foto: Brian Anderson)

Je ramt genadeloos met je snavel op hem of haar in, je kleine broertje of zusje draait de kop weg in een submissieve houding, maar je gaat door! Drieteenmeeuwen broeden op rotswanden, dus na enkele verwoede pogingen tuimelt het kleine ding naar beneden. En dan hoef jij al het voedsel dat je ouders brengen niet meer te delen.

Siblicide is het mooie woord voor broeder-(of zuster-) moord en het komt vaker voor dan je denkt. Niet alleen jonge drieteenmeeuwen, maar bijvoorbeeld ook hyena's, arenden en koereigers maken soms hun broeders of zusters dood of -in het geval van tijgersalamanders- eten elkaar zelfs op. Zandtijgerhaaien zijn er zelfs nog vroeger bij: het oudste embryo eet in de baarmoeder al zijn kleine broertjes en zusjes op!

Op deze manier groeien alleen de sterkste jongen op en hoeven de ouders geen energie te verspillen aan nageslacht dat weinig kans heeft om te overleven. Siblicide komt dan ook voornamelijk voor in tijden van schaarste. Het overgebleven jong heeft geen concurrentie meer en kan zich al het voedsel toe-eigenen. Bij het voorbeeld van de kannibalistische haaien en salamanders heeft het nog een tweede voordeel: het eten van de andere embryo's of larven levert extra voedingsstoffen aan de winnaar. Kannibalistische kinderen zie je bijvoorbeeld ook bij de grote kaardespin terug, hoewel in dit geval niet een broer of zus maar de moeder het onderspit moet delven.

Een andere vorm van siblicide zien we bij de koekoek: een koekoekskuiken werpt andere kuikens en eieren het nest uit (waar ze vervolgens op de grond sterven) met het verschil dat het dan om pleegbroertjes en -zusjes van een andere vogelsoort gaat die zonder pardon het nest uit worden gewerkt. Heel vervelend voor de pleegouders, want die verspillen al hun energie aan een jong van een andere soort zonder hun eigen genen door te kunnen geven. Ze doen er dan ook alles aan om de kans op broedparasitisme te verkleinen, maar daarover in een ander blog meer...

Als de jongste van het gezin ben ik blij dat het er bij mensen vrediger aan toe gaat!


Filmpje van zandtijgerhaai embryo in actie: