Noordelijke zeeberen slapen op een manier die nog nooit bij andere dieren is gezien. Dit vreemde slaapgedrag kan mogelijk inzicht geven in de functie van remslaap, de vorm van slaap waarin we onze levendigste dromen hebben.
Rem staat voor ‘rapid eye movement’ (snelle oogbewegingen). Terwijl ze slapen bewegen mensen namelijk hun ogen snel heen en weer, ook al zijn hun oogleden gesloten. Remslaap lijkt essentieel voor de gezondheid van de meeste zoogdieren. Als ratten remslaap onthouden wordt, verliezen ze gewicht, raken onderkoeld en gaan uiteindelijk dood.
Walvisachtigen zoals vinvissen en dolfijnen hebben een afwijkend slaappatroon. Als ze slapen, rust namelijk maar één helft van hun brein. De andere helft kunnen ze gebruiken om waakzaam te blijven. Tot nu konden onderzoekers geen remslaap vinden bij walvisachtigen.
Op zoek naar de vliegroute van de grote stern
Ecoloog Ruben Fijn bracht met gps voor het eerst uitgebreid het vlieggedrag van de grote stern in kaart. Zijn onderzoek laat ...
Om te zien of er meer van dit soort uitzonderlijke dieren zijn bestudeerden Jerome Siegel van de University of California, Los Angeles en zijn collega’s noordelijke zeeberen (een soort zeeleeuwen), die in de noordelijke Stille Oceaan leven. Tijdens het broedseizoen verblijven deze zeeberen op het land, maar de rest van hun leven brengen ze vooral in de zee door.
De onderzoekers implanteerden elektroden in de breinen van vier jonge zeeberen in gevangenschap. Met behulp van die elektroden maten de onderzoekers de hersenactiviteit van de zeeberen. Aan de hand daarvan bepaalden ze in welke slaapfase de zeeberen zich bevonden. Tijdens het onderzoek hadden de zeeberen soms toegang tot een platform zodat ze aan ‘land’ konden. Dit platform werd echter weggehaald voor periodes van tien tot veertien dagen, om de tijd die wilde zeeberen in het water doorbrengen te simuleren.
Twee slaapstijlen
Op het land bestond de slaap van de zeeberen uit zowel remslaap als diepe slaap, met tachtig minuten remslaap in een dag. In het water verminderde de hoeveelheid remslaap naar maar drie minuten per dag. Dat is minder dan de ratten kregen tijdens de experimenten met remslaap-onthouding.
De zeeberen sliepen soms met hun hele brein, maar ook soms met de helft van hun brein, zoals dolfijnen doen. Dat variërende slaapgedrag was nog nooit eerder bij andere dieren waargenomen. Vooral in het water sliepen de zeeberen vaak met maar de helft van hun brein. Op het land was 62 procent van hun slaap halfbreinslaap, terwijl dat in het water toenam tot 94 procent. De onderzoekers vermoeden dat de zeeberen met een half brein slapen om te blijven letten op roofdieren als haaien en orka’s, en om hun kop boven water te houden om te ademen.
Als ze te weinig remslaap hebben gehad, halen de meeste zoogdieren dit later in. De volgende keer dat ze slapen brengen ze extra lang in remslaap door. De zeeberen vertoonden echter weinig tot geen inhaalgedrag als ze op het land kwamen. Ze toonden ook geen nadelige gezondheidseffecten van zo lang zonder remslaap doorbrengen.
Het populairste idee over de functie van remslaap is dat het betrokken is bij het langetermijngeheugen. Volgens Siegel is hier echter veel bewijs tegen in te brengen. Sommige antidepressiva verminderen bijvoorbeeld remslaap, maar dat lijkt geen impact te hebben op het geheugen van patiënten die deze medicijnen slikken.
De nadelige gezondheidseffecten in de slaaponthouding-experimenten bij dieren zijn mogelijk het gevolg van herhaaldelijk wekken, zegt Siegel. ‘Om ratten alle remslaap te onthouden, moet je ze duizend keer per dag wakker maken’, zegt hij. ‘Dat strookt totaal niet met hun normale gedrag.’
Brein opwarmen
Siegel denkt daarom dat het nuttiger is om te bestuderen hoe verschillende dieren normaal gesproken slapen. Als deel van de nieuwe studie herbeoordeelden hij en zijn collega’s data over het slaapgedrag van verschillende zoogdieren. Daarbij ontdekten ze dat de hoeveelheid tijd die een diersoort in remslaap doorbrengt verband houdt met de hoeveelheid diepe slaap (niet-remslaap). Diersoorten die niet met hun gehele brein slapen hebben echter helemaal geen remslaap.
Om dit te verklaren stellen de onderzoekers voor dat remslaap nodig is om de temperatuur van het brein te reguleren. Als het gehele brein in diepe slaap is koelt het af. De remslaap is dan misschien nodig om de temperatuur weer omhoog te krijgen. Eerder onderzoek toonde aan dat mensen en andere dieren alerter zijn als ze wakker gemaakt werden aan het einde van remslaap dan aan het einde van diepe slaap.
Het idee over temperatuurregulatie door remslaap werd in 1992 al geopperd door psychiater Thomas Wehr van het National Institute of Mental Health in Maryland, VS. ‘Dit artikel sluit aan bij dit verhaal’, zegt hij. ‘Dieren die prima in staat zijn remslaap te produceren doen het zonder, zolang een deel van het brein warm gehouden wordt doordat het wakker is’.
Het verwarmen van het brein kan belangrijk zijn, maar het is waarschijnlijk niet het hele verhaal, beargumenteert zoöloog John Lesku van de La Trobe University in Melbourne, Australië. ‘Als de functie van remslaap beperkt is tot het licht verhogen van de temperatuur van het brein, dan rijst de vraag waarom we niet gewoon af en toe wakker worden’, zegt hij. ‘Dat suggereert dat remslaap ook andere functies dient, die niets te maken hebben met het verwarmen van het brein.’
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: