Hadden we al behoefte aan slaap voor onze hersenen zich vormden, of werd nachtrust pas daarna noodzakelijk? De Japanse Kyushu University bestudeerde de vermoedelijke slaapgewoonten van de zoetwaterpoliep, en ziet daarin bewijs voor de eerste hypothese.
Iedereen die al eens een examen heeft afgelegd na een nachtje door blokken, kan het bevestigen: slaaptekort heeft een serieuze impact op de werking van ons brein. We kunnen minder helder nadenken, zijn vergeetachtig en soms prikkelbaar. Omgekeerd kan een verkwikkende nachtrust net helpen om een cognitieve taak tot een goed einde te brengen.
Het deed onderzoekers van de Kyushu University in Japan de vraag stellen of onze behoefte aan slaap pas tot stand is gekomen nadat ons brein zich heeft ontwikkeld. Simpel gesteld: wat was er het eerst, onze slaapbehoefte of ons brein?
Vier uur actief, vier uur ‘slapen’
De wetenschappers bestudeerden de anatomie van de hydra vulgaris oftewel de gewone zoetwaterpoliep, een klein neteldier van enkele millimeters groot. Zoetwaterpoliepen beschikken over een diffuus netwerk van zenuwen, maar hebben geen centraal zenuwstelsel en dus ook geen hersenen. Uit analyses van de Japanse universiteit blijkt dat de neteldiertjes zich desondanks toch regelmatig in een soort slaaptoestand bevinden. Ze wisselen cycli van vier uur activiteit af met vier uur in een rustmodus die lijkt op slapen.
Ook merkten ze dat het blootstellen van de diertjes aan ‘slaaphormoon’ melatonine en neurotransmitter gamma-aminoboterzuur ervoor zorgde dat de zoetwaterpoliepen vaker en langer gingen slapen, net als mensen. Van dopamine daarentegen werden de neteldieren net slaperiger, wat dan weer het omgekeerde effect is van wat we bij mensen zien.
Ook kwallen kunnen slapen
In een tweede deel van de studie gingen de wetenschappers die vermoedelijke slaapcycli bewust verstoren, door trillingen en temperatuursveranderingen te veroorzaken. Gevolg: de diertjes kregen in een volgende cyclus de neiging om meer en langer te slapen. Ook nam de snelheid waarmee ze aan celproliferatie deden af na zo’n verstoorde ‘nachtrust’, vermoedelijk door vermoeidheid.
‘We zien hierin sterk bewijs dat dieren eerst een behoefte aan slaap ontwikkelden, nog het brein zich vormde’, legt assistent-professor Taichi Q. Itoh uit aan Science Advances, die de studie mee uitvoerde. Uit eerder onderzoek bleek al dat kwallen, die verwant zijn aan zoetwaterpoliepen, eveneens slaapachtig gedrag vertonen. Nieuw aan dit onderzoek is de ontdekking van de gelijkaardige reactie op chemische slaapgerelateerde stofjes bij zowel de zoetwaterpoliep als de mens.
‘Veel vragen blijven nog onbeantwoord, zoals hoe slaap zich vervolgens verder heeft ontwikkeld in dieren’, vervolgt Itoh. ‘Maar de hydra vulgaris vormen een dankbaar onderzoeksobject om dit verder te bestuderen. Het lijkt erop dat bepaalde mechanismen behouden bleven, terwijl andere net zijn veranderd tijdens de verdere ontwikkeling van het brein.’
