De hersenen van de Tokkeh, Gekko gecko, wel anders

De hersenen van de Tokkeh, Gekko gecko, wel anders maar toch ook weer
niet zo gek.
Piet Hoogland,
afdeling anatomie, medische faculteit
VU, Amsterdam
Foto's: E. van Gelderop
De gedachte dat bepaalde opvallende eigenschappen van mensen hun basis hebben in een hersenknobbel is w oud als de weg naar Rome en misschien nog wel ouder. Het was zelfs zo dat men
dacht dat die hersenknobbels invloed hadden op
de vorm van de schedel. Zo kan men in het anatomisch museum van de medische faculteit van de
universiteit van Groningen nog een aantal menselijke schedels zien die als typisch criminele schedelvorm zijn gecatalogiseerd. Gelukkig is deze vorm
van diagnostiek alweer een aantal eeuwen verlaten.
Maar de uitdrukking: een wiskundeknobbel hebben, bestaat nog steeds. Nu is het in het algemeen
zo dat dit soort volkswijsheden door wetenschappers vaak verloochend worden, maar vaak blijkt er
toch wel een vorm van waarheid in te schuilen.
Niemand zal ontkennen dat er in de hersenen een
zekere relatie is tussen bouw en functie. Dat betekent dat er bij dieren die een bijzonder gedrag vertonen ook wel iets bijzonders in de hersenen te vinden is. Zo hebben slangen die hun prooi vangen
met behulp van infrarood-sensoren zoals bijvoorbeeld pythons, een duidelijk herkenbare bult op de
hersenstam zitten waar zenuwcellen liggen die zich
specifiek met de verwerking van de infraroodinformatie bezig houden. Bij muizen en ratten
waarbij de snorharen een heel gevoelig tastzintuig
vormen, zijn op diverse plaatsen in de hersenen
structuren te herkennen die zich met de informatie
uit een enkele snorhaar lijken bezig te houden.
Deze structuren nemen alles bij elkaar een onevenredig groot deel van de hersenen in. De Vlaamse
Gaai vergaart in het najaar veel voedsel en verbergt
dat op diverse verschillende plaatsen. Deze voedselvoorraden kunnen in de winter worden aangesproken. Uiteraard moet deze vogel goed kunnen
onthouden waar dat voedsel verstopt is. Het hersengedeelte dat een belangrijke rol speelt bij dit
soort geheugen, een structuur die min of meer
Lacerta 60(2) * 2002
vergelijkbaar is met de hippocampus van zoogdieren, is bij deze vogelsoort groter dan bij aanverwante vogelsoorten die dit voedselverstopgedrag
niet kennen. Er zijn ook voorbeelden die het
omgekeerde laten zien. Zo hebben dolfijnen en
walvissen over het algemeen geen reukzintuig. De
hersengebieden die zich bij andere dieren met de
verwerking van de reukinformatie bezighouden
zijn bij de walvisachtigen relatief heel klein of
afwezig. Dus alles bij elkaar lijkt die knobbelgedachte zo gek nog niet. Al is het wel zo dat je
lang niet altijd een echte knobbel vindt zoals bijvoorbeeld bij die infrarood-gevoelige slangen. Op
basis van de bovengenoemde voorbeelden (er zijn
trouwens nog veel meer voorbeelden) zou je er van
uit kunnen gaan dat er bij dieren die een heel speciaal gedrag vertonen ook wel iets speciaals in de
hersenen aanwezig zal zijn.
Het speciale van de Tokkeh zit hem in de hechtlijsten aan zijn voeten. Door de vele minuscule
haakjes die zich daar bevinden kan deze hagedis
niet alleen op de grond maar ook op steile wanden
en zelfs op het plafond lopen. Op het eerste gezicht
lijkt dat minder ingrijpend dan het is. Dit gedrag
heeft echter wel een aantal heel belangrijke consequenties. Het feit dat de Tokkeh op zijn kop aan
het plafond hangt betekent dat hij ook de omgeving op zijn kop ziet. Is dat een probleem?
Er zijn diverse aanwijzingen dat dit een groot probleem kan vormen. Het lijkt zo te zijn dat de betekenis van de dingen die je ziet afhankelijk is van de
stand waarin je ze ziet. Neem de letter p als je die
op zijn kop gepresenteerd krijgt dan wordt het een
b! Dit is een zeer fundamenteel principe. EWERT
(1989) heeft hele simpele maar veelzeggende proeven gedaan met kikkers. Als je een kikker een langwerpig stukje karton voor zijn neus houdt dan zou
hij twee dingen kunnen doen: vluchten of toehappen. Wordt het stukje karton met de lange zijde
72
Gekko gecko man
ho rizo nraai gepresenteerd dan zal de kikker roehappen. H ij denke dar her een prooi is. Als her
srukje kan on venicaal wo rdt gepresenteerd dan zal
de ki kker vluchten: hij imerprereen her object als
een gevaar (reiger, mens ere.). H ierui t blijkt dus dar
de srand waarin de omgevi ng wordt waargenomen
van groot belang kan zijn voo r her dier. Als de ki kker de reiger als een prooi zier zal her slecht mer
hem aflopen. O m verwarring re voorkomen draaien daarom bijna al le dieren hun hoofd en ogen
zodanig dar de omgeving al tijd op horizontale
wijze (en op zijn kop) op her ncrvlies wordt geprojecteerd. De Tokkeh is hierop een uirzondering. Bij
deze hagedissensoon zie je geen oog- of hoofdbewegingen oprreden bij srandsveranderingen. Oe
standsveranderingen van her hele lichaam bedragen bijvoorbeeld al 180 graden als her d ier op her
plafo nd loopr! Ook zijn er geen com pensatoire
bewegingen va n hoofd en hals waar re nemen. Een
volledige compensatie zou trouwens erg moeilijk
zij n omdar her d ier dan alles bij elkaar wel 180 graden zou moeren kunnen compenseren War bereken t d ir? Maakt her voor de Tokkeh nier uir hoe hij
de d ingen zier, of heefr her d ier een heel ander
Lacerra 6 0(2) * 2002
compensatie-mechanisme? Nauwkeurig onderzoek
van de hersenen van de Tokkeh leverde een verrassend resulraar op. H oewel op her eerste gezicht de
hersenen van de Tokkeh hetzelfde gebouwd lijken
als die van andere hagedissensoon en, leven verdere inspectie van de hersenen wel degel ijk versch illen op.
In de hersenschors van de alle reptielen komr
info rmatie ui r alle zinruigen bij elkaar. Oe reuk
neem t een andere weg dan de info rmatie van de
andere zintuigen , maar ui reindelijk komr de informatie in de zogenaamde mediale schors bij elkaar.
Oir is een gedeelte van de hersenen dar grore overeenkomsten venoonr mer de hippocampus van
zoogdierhersenen. Her is bekend dar d ir deel van
de hersenen een grote rol speelt bij leren, geheugen
en oriëntatie in de ru im te. Bij alle ror n u roe
beschreven gewervelde d ieren worden hier de
informatiestromen uir de verschillende zinruigen
gemengd op de cellen van dir hersengebied aangeboden. Oi r komr er op neer dar iedere zenuwcel in
de hippocampus of daarmee vergelijkbare srrucruren een mix van informatie ui r alle zinruigen aangeboden krijgt. Bij de Tokkeh is dar ech rer nier zo.
73
Bij deze hagedissensoort blijkt dar er twee delen
hippocampus zijn: een voo r de reuk en een voor
een mix van de andere zincuige n. Deze rwee delen
zijn herzelfde gebouwd maar krijgen dus verschillende informatie. H er voorste deel krijgt informatie uir standsafhankelijke zinruigen her achterste
deel uit de reuk organen. De reukwaarneming is
nier srandsafhank elijk, maar de waarnemingen met
de ogen, oren, her evenwichtsapparaat en her
oppervlakkige en diepe gevoel wel! Her lijkt er dus
op dar, bij de Tokkeh, pas in her eindstation van de
verwerking van de zintuiglijke waarnemingen in de
hersenen een correctie optreedt voor de stand
waarin de dingen worden waargenomen. Pas in de
hersenen worde n de din gen reeln op gezet.
D aarmee wordt voorkomen dar her dier met hoofd
en ogen een o nmogelijke compensatoi re beweging
moet maken.
M aar er is nog meer! D eze gespleren bouw van de
hippocampus bij de Tokkeh heeft nog een andere
consequentie. Bij alle reptielen is her zo dar her
achterste stuk van de hip pocampus verbo nden is
met structuren in de hypothalamus die mer her
seksueel fun ctioneren van het dier re maken heb-
ben. Omdat bij de Tokkeh in dit achterste stuk
hippocampus alleen reukinfo rmatie bin nenkomt
berekent di t dar seksuele gedragi ngen, zoals her
zoeken van een paringsparrner, bij de Tokkeh met
name door de reuk gestuurd worden. Bij de meeste
reptielen is dar een mix van zinruiglijkwaarnem ingen. Heel erg is dat echter nier omdat er bij
Tokkeh's geen duidelijk zichtbare versch illen zij n
russen mannetjes en vrouwtjes. Ze moeren en kunnen dus voor wat betreft hun seksuele gedragingen,
zoals her zoeken van een partner, blind varen op de
reuk! H er doet er voor de Tokkeh blijkbaar nier
zoveel roe hoe de parrner eruit ziet, als de partner
maar de juiste geur verspreidt. H er o mgekeerde
komt ook voo r. Bij reptielen zonder reuk zoals de
Anolis-soorren, wordt het verschil tussen ma nnetjes en vrouwtjes heel duidel ijk onderstreept door
visueel waarneembare verschillen zoals de keelzak
(dewlap) . Mannetjes kunnen deze keelzak uitklappen en zich daardoo r heel duidelijk als man manifes teren. Voor andere man netjes en vrouwtjes is het
geslacht van de Ano lis dus duidel ij k zichtbaar.
Kortom, her blijkt weer eens re meer dar een bijzonder gedrag, zoals her lopen op her plafond
Gekko gecko, paanje
Lacerra 60(2) * 2002
74
samengaar met een bijzondere bouw va n de hersenen. In dit geval heeft de bijzondere bouw van de
scho rs ook nog gevolgen op her seksuele gedrag.
Oir laatste heeft ook weer zijn voordelen. Want stel
dar de Tokkeh zijn paringspanner zou u itzoeken op
grond van visuele kenmerken dan zou hi j nog wel
eens bedrogen uit kunnen komen!
Duidelijk is dus, dar Tokkeh 's met hun bijzondere
hersenen weer geen uitzondering op de regel vormen dar een bijzonder gedrag gerelateerd is aa n een
bijzond ere bouw van d e hersenen. Dus war dar
betreft gedragen ook de Tokkeh's zich weer heel
normaal.
ro regu lare rheir sexual behavio ur, but because of
rhe special srrucrure of rhe brains rhe Tokay-gecko
reguiaces rhis behaviour only by olfacrory stimuli.
Ir doesn 'r matter whar irs partner looks like, as
long as ir sm ells good.
Ir is obvio us, rhat the special suucture of the brains
of rhe Tokay-gecko is conneered with its specialized behaviour, so being different doesn't mean
being that odd.
THE BRAINS OF T H E TOKAY-GECKO (Gekko
gecko), DIFFERENT BUT NOT Tl-LAT 000
Animals wirh specialized behaviour a fren have a
special ized srrucrure in rheir brains in conneerion
wirh rhis qualiry.
Snakes wirh infra-red sensory orga ns, like pythons,
afren have a clearly visible bum p on rheir brainsrem .
The Tokay-gecko is capable, wirh help of his specialized feer, ro walk upside down on a ceiling. Most
animals ah,·ays try ro see th eir environment horizonrally, so rhey rry ro campensare for an abnormal
orientarion by rurning their head and eyes. T he
Tokay-gecko is an exceprion in rhis.
In rhe med ia! cortex of rhe brain of most repriles all
kinds of sensory in for m arion is garhered, mixed
and processed. In rhe Tokay-gecko rhe m edia! cortex is divided in a front part fo r orientarion-relared
info rmarion and a rear part for olfacrory informatio n. The separate processing of o rienrarion-related
informarion makes ir possible for rh is animal ro
cam pensare for abnormal o rientarion wirhin his
brain, so ir doesn'r have ro campensare wirh his
head and eyes.
But rhere is more ro it. The rear pan of rhc media!
cortex is co nneered ro srrucrures in rhe hypothalamus, rhar play an important role in sexual behaviour. Most repriles can use several sensory stim uli
Lacerta 60(2) * 2002
Gekko gecko, poor mer hech rlamellen
LITERATUU R
EWERT, J-P, 1989. The release o f visual behavior
in roads: stages of parallel/hierarchical in for mation
processing. In: EWERT, J-P & M.A. ARB IB
(red.). Visuomoto r Coo rdi natio n: 39-120.
Plenum, New Yo rk.
SMEETS, W. J. A. J ., P. V. HOOGLAND &A. H.
M. LO HMAN, 1986. A Foreb rain Atlas of the
Lizard Gekko gecko. T he Joumal of Compararive
Neurology 254 ( 1): 1-19.
75