Spreeuwen: Meesters in transformatie
Spreeuwen, de zangvogels die alom bekend staan om hun imitatietalent en melodieuze deuntjes, blijken niet alleen te schitteren met hun kleurrijke verenkleed, maar ook met veranderingen in hun hersenstructuur en -activiteit. Recente bevindingen tonen aan dat deze vogels niet alleen hun verenkleed transformeren van somber winterzwart naar sprankelend zomergroen, maar dat ook hun hersenen veranderen in lijn met de seizoenen.
Tijd voor verandering
De fysieke transformatie van de spreeuwen begint in het broedseizoen, wanneer ze hun veren tooien met een diepzwarte tint doorspekt met schakeringen van paarsgroen om een gepaste partner aan te trekken. Wanneer de winter op zijn einde komt, ondergaan hun veren subtiele wijzigingen. De witte, winter spikkels verdwijnen als sneeuw voor de zon. Ook de kleur van de snavel verandert van inktachtig zwart naar een opvallende gele kleur naarmate het broedseizoen nadert. Tijdens het broedeizoen is het mogelijk om het geslacht van de vogel te achterhalen door middel van de snavelkleur. De basis van de snavel kleurt dan blauw bij mannetjes en roze bij vrouwtjes. Zijn spreeuwen de basis van onze stereotype genderkleuren?
Spreeuw buiten het broedseizoen © Gerald McKeating (links) Mannelijke spreeuw in het broedseizoen © Lorraine Lenning (rechts)
Naast de fysieke transformatie ontdekten onderzoekers nog een ander interessant aspect van deze vogels: hun zanggedrag. Spreeuwen staan bekend om hun vermogen geluiden na te bootsen en hun melodieën te veranderen. De onderzoekers merkten op dat de frequentie en complexiteit van hun liedjes variëren afhankelijk van het geslacht en het seizoen. In het broedseizoen zingen mannelijke spreeuwen intensiever, dit brengt veranderingen in hun hersenstructuur met zich mee.
De reorganisatie van de hersenstructuur wordt neuroplasticiteit genoemd. Dit fenomeen komt voor bij opgroeiende kinderen, alsook na ongevallen of als deel van het normale leerproces bij volwassenen. Bij spreeuwen wordt de neuroplasticiteit gestimuleerd door de hoeveelheid daglicht. Wanneer er meer dan 12 uur licht per dag is, breekt het broedseizoen aan. Met als gevolg de uiterlijke veranderingen, alsook een vergroting van het zangcontrole systeem in de hersenen.
Hersenen in beeld
Onderzoekers hebben inzicht gekregen in de correlatie tussen de seizoensgebonden veranderingen in het zanggedrag van spreeuwen en de structuur van hun hersenen. Via geavanceerde beeldvorming technieken zoals Magnetic Resonance Imaging (MRI) hebben ze de mogelijkheid om niet alleen de hersenstructuur en -volume te observeren, maar ook om te onderzoeken welke delen van de hersenen actief zijn tijdens verschillende taken.
Dit gebeurt door middel van magnetische signalen. Het type weefsel beïnvloedt de magnetische signalen waardoor deze van elkaar kunnen worden onderscheiden. De activiteit kan gemeten worden aan de hand van de doorbloeding van de verschillende delen van de hersenen. Wanneer cellen actiever zijn, hebben ze meer zuurstof nodig, bijgevolg zal er meer bloed naar die regio gestuurd worden. De hoeveelheid zuurstof in de regio bepaalt de sterkte van het signaal.
Resting-state functionele MRI (rs-fMRI) is een methode waarbij hersenactiviteit wordt gemeten terwijl individuen in rust zijn. Dit heeft al geleid tot opmerkelijke inzichten bij zowel mensen als knaagdieren. Met deze techniek kunnen verschillende neurale netwerken aangetoond worden wanneer men in rust is. Deze netwerken kunnen variëren tussen gezonde en zieke individuen, waardoor deze techniek in de toekomst als diagnose tool gebruikt zou kunnen worden voor bepaalde ziekten zoals de ziekte van Alzheimer. Dit rs-fMRI onderzoek is het eerste dat deze techniek toepast in spreeuwen. Hierdoor kunnen de netwerken en hun seizoenale veranderingen in het spreeuwenbrein waargenomen worden.
De veranderingen in zanggedrag en hersenstructuur doen vermoeden dat de seizoenen impact hebben op de functionele aspecten van hun hersenen. Wanneer de structuur van de hersenen verandert heeft dit vaak effect op de functie het brein zoals bijvoorbeeld bij hersentrauma. Dit heeft geleid tot een uitgebreid onderzoeksproject waarbij gekeken wordt of de seizoensgebonden verschillen in zanggedrag kunnen worden vastgesteld aan de hand van rs-fMRI.
Uit de resultaten van het rs-fMRI onderzoek blijkt dat, vooral in mannelijke spreeuwen, het zangcontrole systeem actiever is in het broedseizoen dan daarbuiten. Dit bevestigt de voorgenoemde hypothese dat de functionele aspecten van de hersenen zich ook aanpassen aan de seizoen veranderingen. Naast het zangcontrole systeem, zijn er nog andere, minder onderzochte netwerken die dezelfde trend vertonen, waaruit blijkt dat het spreeuwenbrein over het algemeen actiever is in het broedseizoen.
Dit onderzoek toont aan dat spreeuwen een terugkerende neuroplasticiteit ervaren waardoor de dieren een goed model kunnen zijn voor het ontrafelen van de onderliggende mechanismen van neuroplasticiteit. Dit zou er in de toekomst voor kunnen zorgen dat neuroplasticiteit gemanipuleerd kan worden en een oplossing kunnen bieden voor kinderen met ontwikkelingsstoornissen en blinde/dove personen.
Al met al onthult dit boeiende onderzoek niet alleen de betoverende transformatie van spreeuwen in de loop van de seizoenen, maar werpt het ook nieuw licht op de complexe relatie tussen gedrag, fysiologie en hersenfunctie in het vogelrijk. De veelzijdige spreeuw blijft ons verbazen, zowel met zijn kleurrijk uiterlijk als met de intrigerende geheimen die in hun zingende hersenen verborgen liggen.
