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Hirnforschung: Schlaflos im Labor

Taufliegen besitzen in ihrem Gehirn ein Schlafzentrum.
Drosophila melanogaster

Wer schlecht schläft, kann nicht gut lernen – das gilt auch für Fliegen. Weil bei den kleinen Insekten Gedächtnis und Schlaf eng miteinander verknüpft sind, spekulierten Wissenschaftler sogar, dass beides von demselben Hirnareal kontrolliert wird. Jetzt haben Forscher aus Japan jedoch ein unabhängiges Schlafzentrum im Fliegenhirn gefunden.

Die Taufliege Drosophila melanogaster kann einfache Lernaufgaben lösen, bei denen etwa zwei Düfte unterschieden werden müssen. Dass dieses Lernvermögen davon abhängt, wie geregelt die Nachtruhe der Tierchen ist, haben Verhaltensstudien immer wieder gezeigt. Der Botenstoff Dopamin spielt dabei eine wichtige Rolle: Er steuert im Fliegenhirn beide Prozesse.

Um herauszufinden, ob Schlaf auch unabhängig vom Gedächtnis gesteuert wird, kreuzten Kazuhiko Kume von der Universität Kumamoto und seine Kollegen Taufliegenmutanten mit unterschiedlichen Lern- und Schlafdefiziten und manipulierten deren Dopaminstoffwechsel mit genetischen Tricks. Dabei zeigte sich, dass in einem bestimmten Gebiet des Fliegenhirns, dem so genannten fächerförmigen Körper, ein Schlafzentrum sitzt: Schon ein einzelnes verändertes Dopaminneuron reicht hier aus, um einer ansonsten normalen Fliege Schlafstörungen zu bescheren.

Auch beim Menschen stehen Schlaf und Gedächtnis miteinander in Verbindung. Genau wie bei den Obstkorbbewohnern spielt Dopamin bei unserer Schlafregulation eine wichtige Rolle: Wird der Botenstoff in zu großer Menge ausgeschüttet, werden auch wir ruhelos und hyperaktiv. Ob aber bestimmte Neurone in einem speziellen Teil des Gehirns dafür zuständig sind, ist unbekannt.

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