"Power napping" bei Tauben

Bei allen Säugern, auch dem Menschen, besteht der Schlaf aus zwei Phasen: Tiefer, traumloser „slow-wave-sleep“ (SW-Schlaf) wechselt sich mit Traumphasen ab, die REM-Schlaf genannt werden (engl. für rapid eye movement). Obwohl verschiedene Studien zu dem Ergebnis kommen, dass während des Schlafs Informationen neu strukturiert und Erinnerungen konsolidiert werden, bleibt die Funktion von Schlaf ein heiß diskutiertes Thema unter Neurobiologen.

Vergleichsstudien an Vögeln könnten hier zur Klärung beitragen. Denn Vögel sind neben Säugern die einzigen Tiere, die ein zweiphasiges Schlafmuster haben – möglicherweise auch, weil sie gemessen an ihrer Körpergröße und im Vergleich zu anderen Wirbeltieren größere und komplexere Hirne haben. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen konnten nun zeigen, dass Vögel ein Schlafdefizit ähnlich kompensieren wie wir Menschen. (Journal of Sleep Research, Online-Publikation 27. Februar 2008)

Während des Schlafs beginnen sich Nervenzellverbände zu synchronisieren. Das bedeutet, dass sie in einem gemeinsamen Takt Aktionspotenziale abfeuern. Diese elektrischen Ströme können mittels EEG (Elektroenzephalografie) abgeleitet und die verschiedenen Rhythmen sichtbar gemacht werden. Dabei zeigen sich charakteristische Muster, anhand derer sich der Schlaf in verschiedene Stadien einteilen lässt. So ist die Tiefschlafphase durch langsame Wellen gekennzeichnet (Frequenz kleiner als 4 Hz) und wird daher als „slow-wave-sleep“ bezeichnet.

Unterdrückt man den Schlaf beim Menschen, nimmt bei einer regelmäßigen Verkürzung der Schlafdauer der Anteil des tiefen langsamwelligen Schlafs und damit die Effizienz des Schlafs zu, und zwar vor allem in den ersten Stunden. Auch die Amplitude der Wellen verstärkt sich. Dolores Martinez-Gonzales und ihre Kollegen am Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen haben nun herausgefunden, dass auch Vögel – in diesem Fall Tauben – einen Schlafentzug nicht einfach wegstecken. Die Forscher widerlegen damit bisherige Untersuchungen, in denen Vögel auf einen 24-stündigen Schlafentzug nicht wie der Mensch mit veränderten Werten für den SW-Schlaf reagiert hatten.

Die Schlafforscher wählten in ihrer Studie ökologisch realistischere Bedingungen: Sie hielten die Tauben von den kleinen Nickerchen ab, die diese normalerweise die letzten Stunden des Tages einlegen; nachts durften die Tiere dann normal schlafen. Dabei stieg die Amplitude der für den SW-Schlaf charakteristischen langsamen Wellen genau wie bei Säugern an. Das heißt, die Tiere schliefen also auch die ersten Stunden intensiver, um Schlaf nachzuholen. Insgesamt schliefen die Tiere aber nicht mehr, denn im Gegenzug verkürzten sich die REM-Schlaf-Phasen. „Wenn die Tauben wach bleiben müssen, weil zum Beispiel Raubvögel in der Nähe sind, dann können sie den Schlaf später nachholen, indem sie einfach intensiver schlafen. Dieser Mechanismus gibt den Tieren eine gewisse Flexibilität bei der Befriedigung ihres täglichen Schlafbedürfnisses“, sagt Niels Rattenborg, Co-Autor der Studie und Leiter der Nachwuchsgruppe Schlaf und Flug bei Vögeln am Institut.

Die Art der Schlafregulierung ist bei Vögeln also offenbar doch sehr ähnlich der des Menschen. Damit steigen die Chancen, durch Untersuchungen an diesen Tieren mehr über die Funktion des Schlafes auch beim Menschen zu erfahren.

[SP/CB]

Originalveröffentlichung:

Dolores Martinez-Gonzalez, John A. Lesku and Niels C. Rattenborg
Increased EEG spectral power density during sleep following short-term deprivation in pigeons (Columba livia): evidence for avian sleep homeostasis

Journal of Sleep Research, OnlineEarly Articles 27. Februar 2008