Slaap geeft kuiken beter geheugen

Slaap geeft kuiken beter geheugen
Kennislink.nl, maart 2008
Kuikens moeten op tijd uitrusten om informatie vanuit het korte termijn geheugen om te zetten naar het lange
termijn geheugen. Tot deze conclusie kwamen biologen aan de universiteit van Cambridge na een analyse van
de werking van de vogelhersenen bij leerprocessen. Deze week publiceert Current Biology de resultaten van
het Engelse onderzoek.
Het experiment begon met twee trainingsperioden. In deze perioden werden de kuikens bekend gemaakt met visueel
aantrekkelijke objecten en leerden de vogels deze objecten te herkennen en erop te reageren. De informatie die de dieren tijdens
de training verzamelen, wordt opgeslagen in een speciale regio in de hersenen (de ‘IMM-regio’). Hoe beter het leerproces
verloopt, hoe meer specifieke zenuwcellen zich in deze regio bevinden. Het aantal specifieke zenuwcellen in de hersenen zegt dus
iets over hoe goed een kuiken een bepaald object heeft onthouden. Vandaar dat de onderzoekers gedurende het experiment een
aantal keer bepaalden hoeveel van deze cellen er in de IMM-regio aanwezig waren.
Slapen is voor vogels belangrijk om geleerde informatie van het korte termijn geheugen naar het lange termijn geheugen te verplaatsen.
Na de trainingsperioden werden de kuikens in twee groepen verdeeld. De eerste groep kreeg na het trainen direct zes uur lang
onafgebroken rust (sessie 1). In de daarop volgende zes uur werd de slaap van de kuikens elk halfuur verstoord door een
ronddraaiend wiel (sessie 2). In de tweede groep draaiden de onderzoekers beide sessies om. In de eerste zes uur na training
werden de kuikens elk halfuur wakker geschud om daarna zes uur van een welverdiende rust te genieten. Het bepalen van het
aantal specifieke zenuwcellen vond plaats na de training, na de eerste sessie en na afloop van het experiment.
Zenuwcellen in de cerebrale cortex van menselijke hersenen. De witte pijlen geven uitlopers aan, die de omgeving aftasten op zoek naar
informatie.
Zowel na de training als na de eerste sessie was er geen verschil in het aantal specifieke zenuwcellen tussen beide testgroepen.
Voor het korte termijn geheugen is rust daarom niet noodzakelijk. Pas na afloop van sessie 2 hadden de kuikens uit de eerste
groep veel meer zenuwcellen in de IMM-regio dan de kuikens uit de tweede groep. Om het korte termijn geheugen om te zetten
naar het lange termijn geheugen is slapen wel heel belangrijk.
Kuikens slapen net als volwassen kippen en zoogdieren in verschillende fases. Met behulp van EEG, waarbij de hersenfunctie in
beeld wordt gebracht, zijn twee fases duidelijk te onderscheiden. In de eerste fase (SWS) zijn langzame hersengolven met een
grote amplitude zichtbaar. Daarop volgt de paradoxale slaap met snelle hersengolven en een kleine amplitude. Tijdens de
rustperiode zagen de onderzoekers een verhoogde hersenactiviteit in de SWS fase. Volgens hen is dit dan ook de fase waarin het
korte termijn geheugen omgezet wordt naar het lange termijn geheugen.
Voorbeelden van verschillende slaapfases, gemaakt tijdens EEG-onderzoek. De onderste drie lijnen komen het meest overeen met de
SWS fase, terwijl de bovenste vier lijnen het meest lijken op de paradoxale slaap.
Stress en vermoeidheid bij de kuikens door het verstoren van slaap kunnen van invloed zijn op de resultaten van het onderzoek,
maar de onderzoekers denken dat dit onwaarschijnlijk is. Beide groepen zijn na verstoring even vermoeid, maar in de tweede
groep
leidt
deze
vermoeidheid
zelfs
tot
een
stijging
van
het
aantal
specifieke
zenuwcellen.
Kuikens laten bij stress een speciale roep horen. Om te kijken of stress van invloed is op de resultaten hebben de onderzoekers
bepaald hoe vaak deze roep te horen was bij vogels die rustig konden slapen en ook bij vogels die in hun slaap gestoord werden.
Beide groepen bleken ongeveer evenveel ‘stressroepen’ te produceren.
De neocortex (blauw) is het gebied in de hersenen van verschillende zoogdieren wat waarschijnlijk overeen komt met de IMM-regio van
kuikens.
De IMM-regio van kuikenhersenen is waarschijnlijk goed te vergelijken met de neocortex van zoogdierenhersenen. Er is ook
bewijs dat de neocortex betrokken is bij het opbouwen van een lange termijn geheugen in zoogdieren, waaronder mensen. De
resultaten van het onderzoek aan kuikens kunnen daarom als model gebruikt worden bij het bestuderen van informatieopslag in
de hersenen van zoogdieren.