Duiven dromen dat ze vliegen

Mensen en zoogdieren gaan tijdens hun slaap door verschillende stadia. Tijdens de remslaap, kort voor Rapid Eye Movement-slaap, bewegen de ogen zeer snel en ervaren mensen en andere zoogdieren de meest levendige dromen. Daarom wordt de remslaap ook wel droomslaap genoemd. Daarnaast is er ook nog de non-remslaap (NREM), die de sluimerfase, de lichte en de diepe slaap bevat. Tijdens de NREM is het brein minder actief en ruimt het afvalstoffen op door ze via het hersenvocht (CSF of cerebral spinal fluid) uit de hersenen weg te spoelen. Op die manier is het lichaam in staat om schadelijke eiwitafzettingen, die onder meer geassocieerd worden met de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer, uit de hersenen verwijderen.

In een recente Duitse studie onderzochten wetenschappers of vogels dezelfde slaapstadia meemaken, een vraag waarop eerdere onderzoeken nog geen duidelijk antwoord konden geven.

Aan de hand van infraroodcamera’s en functionele MRI-scans brachten de onderzoekers zowel de hersenactiviteit van slapende duiven als duiven die wakker waren in kaart. Hiervoor moesten eerst vijftien duiven een speciale training ondergaan om te wennen aan slapen in de bijzondere omstandigheden van het onderzoek. Naast informatie over de hersenactiviteit, volgden ze ook de oogbewegingen van de duiven op. Duiven hebben een transparant derde ooglid, het zogenoemde wek- of knipvlies, wat het observeren van die bewegingen tijdens hun slaap mogelijk maakt. Daarbij keken ze aandachtig naar de veranderingen in pupilgrootte van de dieren en of de ogen gesloten of open waren tijdens de verschillende slaapfasen. Ook bestudeerden ze de stroming van het hersenvocht doorheen de verschillende hersenkamers.

Vliegen

Tijdens de remslaap van de duiven observeerden de onderzoekers sterke activiteit in het hersengebied dat verantwoordelijk is voor visuele verwerking. Dat is hetzelfde gebied dat duiven gebruiken om hun omgeving te analyseren tijdens een vlucht. Ook gebieden die signalen van het lichaam verwerken werden geprikkeld, voornamelijk die van de vleugels. Op basis daarvan stellen de onderzoekers dat vogels, net als mensen, in staat zijn om te dromen tijdens hun remslaap en daarbij mogelijk dromen dat ze aan het vliegen zijn.

Waargenomen activiteit in de amygdala, een kleine amandelvormige kern in de hersenen die emoties verwerkt en aanstuurt, suggereert dat duiven zelfs emoties ervaren tijdens die dromen. Die stelling wordt ook ondersteund door het feit dat de pupillen van de vogels snel samentrekken tijdens de remslaap, iets wat ze ook doen bij agressief gedrag en tijdens het paren.

Gezonde hersenen

Daarnaast stellen de onderzoekers vast dat, net zoals bij mensen, de afvoer van afvalstoffen tijdens de NREM-slaap plaatsvindt en dat die stroming daalt tijdens de remslaap. Ze konden echter voor het eerst waarnemen dat die verminderde afvoer wordt veroorzaakt doordat het bloedvolume tijdens de remslaap toeneemt in de hersenen. Om de verhoogde hersenactiviteit te ondersteunen heeft het brein meer bloed nodig, wat waarschijnlijk de stroming van het hersenvocht blokkeert en het verwijderen van afvalstoffen uit de hersenen bemoeilijkt.

Toch draagt de remslaap bij duiven op een onverwachte manier juist wel bij aan het verwijderen van die afvalstoffen. Omdat vogels heel kleine en compacte hersenen met een hogere dichtheid aan neuronen hebben dan een zoogdierenbrein, is het voor hen nog moeilijker om hun brein vrij te maken van afvalstoffen. De onderzoekers vermoeden dat de frequente, korte remslaapfasen van vogels hen hierbij helpen. Dankzij de toegenomen bloedstroom tijdens de remslaap, vergroot namelijk de diameter van bloedvaten in het duivenbrein waardoor de stroom aan hersenvocht en het verwijderen van afvalstoffen tijdens de non-remslaap juist efficiënter kan verlopen.

De studie geeft meer inzicht in de rol van slaap voor het behouden van gezonde hersenen. In de toekomst willen de onderzoekers bovendien verder inzetten op een meer gedetailleerde droomanalyse. ‘We hopen in een volgende fase de vogels te kunnen aanleren om, bij het ontwaken uit de remslaap, te rapporteren over wat ze zojuist gezien hebben’, zegt hoofdonderzoekster Gianina Ungurean.