Nieuw onderzoek bewijst dat fruitvliegen ook in hun slaap op geuren reageren.

Wanneer wij mensen slapen, zijn er eigenlijk maar twee soorten prikkels waar we op reageren. Namelijk: kwantitatieve en kwalitatieve informatie. Met de eerste term verwijzen onderzoekers naar prikkels die geen uitgebreide verwerking in het brein vereisen, zoals een klap in het gezicht of een hard geluid. Kwalitatieve informatie vereist daarentegen wel enige (onbewuste) verwerking in het brein alvorens we er al dan niet op reageren. Een mooi voorbeeld hiervan is zacht gejammer in de verte, waarbij het brein eerst moet zien vast te stellen of het één van de kinderen is (en we dus wakker moeten worden) of niet.

Nieuw onderzoek
Wij mensen kunnen dus ook in onze slaap reageren op prikkels die eerst door ons brein geïnterpreteerd moeten worden. En tot voor kort leken we daarin vrij uniek te zijn. Maar een nieuw onderzoek brengt daar verandering in. Wetenschappers tonen namelijk voor het eerst aan dat ook het brein van andere slapende organismen informatie kan interpreteren. Dat is te lezen in het blad Nature.

Fruitvlieg
“Slaap maakt je kwetsbaar,” stelt onderzoeker Alice French. “Daarom moeten dieren – waaronder ook mensen – in staat zijn om te reageren op potentiële bedreigingen, zodat ze wakker worden en in actie kunnen komen. Als het een geluid is – zoals een harde knal – is de verwerking die in ons brein plaatsvindt, vrij simpel. Maar het actief duiden van geluiden en geuren om ons heen die wel of niet relevant voor ons kunnen zijn, vereist dat andere delen van het brein alert blijven. En nu hebben we in fruitvliegen – die meer met ons gemeen hebben dan je misschien zou denken – een hersengebied ontdekt dat wakker blijft om geuren te verwerken.”

Vieze geurtjes
De onderzoekers plaatsten duizenden fruitvliegen in afzonderlijke buisjes en monitorden ze met behulp van een automatisch camerasysteem. Zodra de camera’s vaststelden dat de fruitvliegen sliepen, werd er een geur in hun buisje gespoten, waarna de camera’s vastlegden of de fruitvliegen wakker werden of niet. De onderzoekers testten zo verschillende geuren en ontdekten dat de vliegen vaker wakker werden als er een vieze geur in hun buisje werd losgelaten.

In de hersenen
Tijdens het experiment gingen de onderzoekers ook na wat er in het brein van de vliegjes gebeurde. Ze spoten de vliegjes een fluorescerend stofje in dat oplichtte als een zenuwcel actief werd. En zo konden ze precies volgen welke deel van het brein van slapende fruitvliegen alert blijft en de geuren verwerkt. Om er zeker van te zijn dat dit hersengebied wakker blijft, schakelden de onderzoekers enkele van de oplichtende neuronen uit, waarna de slapende fruitvliegen inderdaad niet meer in staat waren om geuren te detecteren.

Omstandigheden
Dat fruitvliegen in hun slaap op geuren kunnen reageren, is natuurlijk heel interessant. Maar het roept ook de vraag op of ze dat altijd doen of dat het afhangt van hun omstandigheden. De onderzoekers besloten het uit te zoeken door de omstandigheden van sommige fruitvliegen aan te passen. Zo kregen sommige fruitvliegen een dag lang geen eten, terwijl anderen uit hun slaap werden gehouden, waardoor ze heel moe werden. En weer andere fruitvliegen werden dronken gevoerd. Vervolgens werden ze weer in een buisje gestopt om te gaan slapen en werd – zodra de fruitvliegen onder zeil waren – een geur in het buisje gepompt. Het experiment wijst uit dat dronken en oververmoeide fruitvliegen minder gevoelig waren voor de geuren. Ondertussen reageerden de uitgehongerde fruitvliegen veel sterker op geuren die voedselgerelateerd waren.

Het onderzoek geeft niet alleen meer inzicht in het leven van fruitvliegjes; wetenschappers hopen dat het ons ook kan helpen om de nog altijd in nevelen gehulde functie van slaap te achterhalen. “Terwijl je slaapt ben je kwetsbaar voor roofdieren en kun je geen voedsel verzamelen of paren,” stelt onderzoeker Giorgio Gilestro. En ondanks al die nadelen, slapen alle dieren. “Dus het moet heel belangrijk zijn, maar we weten niet waarom.” De fruitvlieg biedt echter hoop. “Fruitvliegen zijn de ideale modeldieren, omdat ze complex gedrag – zoals slaap – vertonen, maar relatief eenvoudige hersenen hebben, waardoor we in staat zijn om de wortels van dit veelvoorkomende gedrag te onderzoeken. Maar zelfs onder fruitvliegen hebben verschillende soorten verschillende slaap- en waakbehoeften. Bestuderen hoe verschillende dieren die verschillende behoeften uitbalanceren kan ons helpen om vast te stellen wat de ultieme functie van slaap is.”