In slaap zinken

dagelijkse verticale migratie

Ons slapen en waken en de verticale migratie van zoöplankton in de oceanen hebben eenzelfde mechanisme en oorsprong gemeen. Het gedrag van zoöplankton wordt gekenmerkt door dagelijkse verticale migratie. Hierbij migreert het plankton ’s nachts naar het oppervlak of ondiep water om zich te voeden met fytoplankton of ander zoöplankton.

Men heeft lange tijd verondersteld dat deze migratie samenhing met licht en donker. Maar het blijkt dat ook zoöplankton dat op veel grotere diepten verblijft, waar geen licht doordringt, met hetzelfde ritme op en neer migreert. Men vraagt zich al geruime tijd af hoe dit plankton kan ‘weten’ dat het moet migreren als er geen licht genoeg is om de overgang van dag en nacht te kunnen onderscheiden. Er bestaat de hypothese dat dit op grote diepte levend plankton het migreren van het zoöplankton aan het oppervlak ‘voelt’ of ‘hoort’.

Nu verscheen er recent een artikel in Cell, waarin men aantoonde dat larven van een zeeworm Platynereis dumerilii, een soort zoöplankton, migreren als gevolg van een variatie in melatonine. Het verzwakken van het licht aan het eind van de dag veroorzaakt een toename van melatonine in de zenuwcellen van het brein. Deze toename is een gevolg van een cascade van fototransductie waar net als bij de gewervelden gebruik gemaakt wordt van opsines. De larven bewegen zich voort door kleine haartjes heen en weer te bewegen. Ze bewegen gedurende de dag langzaam omhoog, maar met het toenemen van melatonine gedurende de nacht, wordt dit bewegen langzaam gestaakt en de diertjes zinken weer naar de beneden. De toename van melatonine heeft tot gevolg dat er een gestaag ritme van elektrische ontladingen ontstaat. Dit ritme overstemt de slag van de neuronen die de beweging van de haartjes controleren waardoor de beestjes zinken.

Het blijkt dat deze dieren, net als mensen, onderhevig kunnen zijn aan een jet lag. De cyclus blijft doorgaan zelfs als de diertjes tijdens hun dagritme in het donker geplaatst worden. Zoals uiteengezet in de tweede alinea, zou dit fenomeen heel goed de verklaring kunnen zijn voor het feit dat plankton op grote diepte, waar licht afwezig is, toch dagelijks verticaal migreert. Het plankton op grote diepte betreft waarschijnlijk volwassen exemplaren waarbij op jongere leeftijd de klok is afgesteld.

pekelkreeftje

Tot nu toe werd de rol van melatonine voornamelijk bestudeerd in gewervelden. Dit is een van de eerste onderzoeken die ongewervelden bestuderen voor wat betreft de rol van melatonine in hun gedrag. Er zijn nog meer studies nodig in andere ongwervelden. Het zal vervolgens misschien mogelijk zijn conclusies te trekken. Men stelt al wel hypothesen op over de mogelijkheid dat dit mechanisme van migratie de evolutionaire basis vormt voor ons slaapritme. Ook wij ‘verzinken’ elke nacht in een diepe slaap. Er doet zich dan een analoog fenomeen voor: de thalamus, een soort doorgang van de zintuigen naar het brein, produceert dan een gestaag ritme waardoor haar neuronen bezet zijn. Deze kunnen dan geen signalen doorgeven naar de rest van het brein.

Een ander recent onderzoek bekijkt een mogelijk effect van deze dagelijkse verticale migratie. Studies in grote tanks toonden aan dat het op en neer zwemmen van artemia salina, een pekelkreeftje, behoorlijke stromingen kunnen veroorzaken. Deze studie pleit er voor dat een dergelijk fenomeen als parameter meegenomen zou moeten worden in modellen over het klimaat dat immers bepaald wordt door oceaanstromingen.

Al deze ideeën en gegevens samen doen de gedachten toch weer teruggaan naar het beroemde boekje Gaia van James Lovelock; het klimaat van onze planeet hangt wellicht af van het slaap- en waakritme van haar organismen.

Bekijk ook deze prachtige video over plankton:

Uit:

Cell: Melatonin Signaling Controls Circadian Swimming Behavior in Marine Zooplankton (free access)

New York Times (Carl Zimmer)

Scitable by Nature Education: What Makes Plankton Migrate?

Science News: Can sea monkeys stir the sea?

Verhalen over de pijnappelklier

 

Niet lang geleden kwam er een blogartikel voorbij dat niet echt recent was, maar voor mij wel veel nieuws bevatte. Dat er veel mysterie bestaat rond de pijnappelklier is al langer bekend, en veel verhalen erover dateren van duizenden jaren terug. De pijnappelklier bevindt zich (bij de mens) behoorlijk centraal in het brein, tussen de twee hersenhelften waar het deel uitmaakt van de epithalamus. De pijnappelklier is een intrigerend orgaan: het afscheiden van melatonine door deze klier bepaalt het dag-, nachtritme. Deze afscheiding is een gevolg van het verminderde blootstaan van het netvlies aan licht. Met het ontvangen van licht door het netvlies, wordt de productie van melatonine geïnhibeerd. Oorspronkelijk was deze klier geassocieerd met een derde oog, of parietaaloog. In sommige fossielen vindt men nog een holte terug. Veel hagedissen en kikkers bezitten dit laatste orgaan nog steeds. Dit oog is altijd door huid bedekt in de nu levende soorten, maar is nog steeds gevoelig voor licht dat ook hier de productie van melatonine inhibeert. De melatonine is bij amfibieën bepalend voor de snelheid van metamorfose.

zonder titel – Salvador Dalì

DMT (N, N – Dimethyltriptamine)  is een verboden drug dat veel voorkomt in bepaalde planten en waarvan in Zuid-Amerika een drankje wordt gebrouwen. Het wordt evenwel ook aangemaakt door zoogdieren waaronder de mens en lijkt op neurotransmitters als serotonine. Waar het precies aangemaakt wordt, in welke weefsels, is niet duidelijk aangetoond. Medisch onderzoeker en psychiater Richard Strassman deed er veel onderzoek naar en schreef er een boek over. Hij beweert dat de pijnappelklier er de belangrijkste producent van is. Hij onderzocht de effecten van toediening van DMT aan 11 vrijwilligers. Deze proefpersonen experimenteerden voornamelijk hetzelfde soort hallucinaties. Ze zagen kleurrijke en prachtige beelden, voelden geen onderscheid meer tussen zichzelf en de kosmos en beschreven hun ervaringen als een van de belangrijkste in hun leven. Ze spraken allemaal van de aanwezigheid van elven en buitenaardse wezens, waarvan zij vaak meer de aanwezigheid voelden dan ‘zagen’. Strassman veronderstelt dat onze pijnappelklier DMT afscheidt en daarmee het dromen stimuleert. Zijn boek ‘DMT: The Spirit Molecule: A Doctor’s Revolutionary Research into the Biology of Near-Death and Mystical Experiences’ heb ik niet gelezen, en ik weet dus niet wat hij beweert over de bijna-dood ervaringen. Maar het blogartikel naar aanleiding waarvan dit blogbericht tot stand kwam, schetst de hypothese dat de pijnappelklier niet alleen de producent van DMT is. De klier zou tijdens de laatste minuten tot seconden van de dood het brein overspoelen met DMT en de stervende zou op dat moment dezelfde mooie ervaringen hebben. Als toegift en fantasierijke hypothese staat er in het blogartikel dat gedurende de laatste seconden waarin het brein nog actief is, de drug een dilatatie van tijd doet ervaren, waardoor de stervende het idee krijgt in een eeuwigheid te verkeren.

Dit is het nieuwste verhaal dat er te horen is over bijna-dood ervaringen. Wat mij betreft één van de zovele verhalen. Vooralsnog is er niet aangetoond dat de pijnappelklier in het bijzonder DMT produceert. Recent onderzoek van Strassman zou hebben aangetoond dat in de rat de pijnappelklier relatief hoge concentraties van DMT aanwezig zijn. Het zijn voorlopig allemaal junkverhalen.

 

Uit:

Archives of General Psychiatry (experimenten toediening DMT aan vrijwilligers)

Biomedical Chromatography (DMT in de pijnappelklier van de rat)

Blog by Jesse Davis (Het blogartikel)

Science (DMT is endogeen en heeft een eigen receptor)

Wikipedia