Ratten kunnen in autootjes rijden. Daarmee lijken hun hersenen flexibeler dan we dachten. Deze bevindingen kunnen laten zien hoe het leren van nieuwe vaardigheden stress kan verlagen. Ook zeggen ze meer over hoe neurologische en psychiatrische aandoeningen mentale vermogens beïnvloeden.
We weten al dat knaagdieren zoals ratten objecten kunnen leren herkennen, op knopjes kunnen drukken en hun weg in doolhoven kunnen vinden. Zulke testjes worden vaak gebruikt om te bestuderen hoe hersenaandoeningen mentale functies beïnvloeden.
Daarmee is echter maar een klein gedeelte van onze mentale capaciteiten te bestuderen, zegt neurowetenschapper Kelly Lambert van de Universiteit van Richmond in Virginia. Lambert en haar collega’s vroegen zich daarom af of ratten ook geavanceerdere taken kunnen leren, zoals het besturen van een voertuig.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Plastic voedselbakje
De onderzoekers bouwden een speciaal rattenautootje uit een doorzichtig plastic voedselbakje op wielen. De onderkant was van aluminium en drie koperen staafjes fungeerden als stuur.
Wanneer een rat op de onderkant stond en met zijn poten de staafjes vastgreep, sloot een elektrisch circuit en ging het autootje vooruit. Als de rat het linker-, het middelste of het rechterstaafje aanraakte, reed het autootje in verschillende richtingen.
De onderzoekers trainden zes vrouwtjes- en elf mannetjesratten om het autootje te besturen in rechthoekige arena’s van maximaal 4 vierkante meter. Als de ratten het stuur aanraakten om naar voren te rijden, werden ze beloond met stukjes cornflake.
Ontspannen ritje
Het team legde de stukjes cornflake op steeds verder afgelegen plekken in de arena. Dat moedigde de ratten aan om hun rijvaardigheden te verbeteren. Lambert: ‘De ratten leerden op unieke manieren te navigeren met het autootje. Ze lieten stuurmanoeuvres zien die ze nog nooit hadden uitgevoerd, om zo hun voedselbeloning te bereiken.’
Het leren rijden leek de ratten ook te ontspannen. De onderzoekers maten de waardes van twee hormonen: corticosteron, een hormoon dat vrijkomt bij stress, en dehydro-epiandrosteron, een hormoon dat stress verlaagt. Tijdens hun rijopleiding nam het gehalte dehydro-epiandrosteron toe in verhouding tot het gehalte deorticosteron in de uitwerpselen van de ratten.
Doeltreffende ratten
Eerder had Lambert al laten zien dat ratten minder gestrest zijn na het onder de knie krijgen van moeilijke taken, zoals het opgraven van begraven voedsel. Misschien geeft het ze dezelfde soort voldoening als mensen krijgen wanneer ze een nieuwe vaardigheid onder de knie krijgen, zegt Lambert. ‘Bij mensen noemen we dit krachtdadigheid of doeltreffendheid.’
Ook ontdekte het team dat autorijdende ratten hogere waardes van dehydro-epiandrosteron hadden en minder gestrest waren dan ratten die als passagier werden rondgereden in op afstand bestuurbare autootjes. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift Behavioural Brain Research.
Plastische hersenen
Dat ratten in autootjes kunnen rijden, laat zien hoe ‘plastisch’ hun hersenen zijn en dat ze flexibel kunnen reageren op nieuwe uitdagingen. Lambert: ‘Ik denk echt dat ratten slimmer zijn dan de meeste mensen denken dat ze zijn. Ook denk ik dat de meeste dieren op unieke manieren slimmer zijn dan we denken.’
Mogelijk kunnen onderzoekers doolhoftests voor ratten vervangen door complexere taakjes waarbij ratten moeten autorijden. Zo kunnen onderzoekers ratten gebruik om neuropsychiatrische aandoeningen te bestuderen, zegt Lambert. Rijtestjes zijn bijvoorbeeld te gebruiken om te onderzoeken wat de effecten zijn van de ziekte van Parkinson op motorische vaardigheden, of de effecten van een depressie op motivatie. ‘Als we meer realistische en uitdagende modellen gebruiken, levert dit mogelijk meer betekenisvolle resultaten op.’
Het team van Lambert plant nieuwe experimenten om te begrijpen hoe ratten leren rijden, waarom het hun stress lijkt te verminderen en welke hersengebieden hierbij betrokken zijn.