Slaapverwekkende experimenten
Slaap blijft wetenschappers verbazen. Welke organismen gebruiken ze om uit te vinden waarom jij en ik een derde van onze tijd verspillen aan in bed liggen?
Waarom slapen we? Het lijkt een simpele vraag, maar eigenlijk weet niemand het antwoord. Wetenschappers buigen zich al jaren over slaap en ons dag-nacht ritme: hoe werkt het, welke genen zijn er bij betrokken, en kunnen we wat doen aan slapeloosheid. Hiervoor worden ontzettend veel experimenten uitgevoerd met de meest gevarieerde organismen.
Proefpersonen
Willen we zorgen dat we zo snel mogelijk iets aan wetenschappelijke slaapexperimenten hebben, dan is het handigst om onderzoek op mensen uit te voeren. Natuurlijk is dat niet altijd mogelijk. Immers, je gaat mensen niet genetisch aanpassen om te kijken wat het effect is. Onderzoek op menselijke cellen in een petrischaal zou een goed alternatief zijn, maar helaas komt de ontwikkeling van dat soort celculturen maar moeizaam van de grond.
Slaaponderzoek bestaat daarom bij mensen vaak uit enquêtes en opdrachten. Door bijvoorbeeld proefpersonen verspreid over de dag rekensommen te laten doen, komen onderzoekers er achter op welk deel van de dag we het meest geconcentreerd zijn. Ook ontdekken wetenschappers zo wat het effect is van het verzetten van de klok bij wintertijd op onze gesteldheid. Verder worden proefpersonen (vrijwillig natuurlijk) opgesloten in tijdloze ruimtes om te kijken wat dat doet met hun dag-nacht ritme.
Wil een onderzoeker echter meer weten, bijvoorbeeld over de genetica, dan wijken ze al snel uit naar andere organismen. Natuurlijk het liefst naar dieren die dicht bij de mens staan, zodat resultaten makkelijker kunnen worden doorgetrokken.
Proefdieren
Zo zijn veel genen die betrokken zijn bij onze biologische klok, gevonden met behulp van de zogenaamde knock-out muizen. Muizen die bepaalde genen zoals het clock en het cry-gen misten bleken een volledig verward dag-nacht ritme te hebben. Hierdoor begrijpen we de genetica rond onze biologische klok nu een stuk beter.
Nadeel is echter dat er bij dit soort onderzoek muizen geslachtofferd moeten worden. De wetenschap gebruikt het liefst zo weinig mogelijk proefdieren, en zoekt dus constant naar alternatieven.
Hetzelfde ethisch probleem is er bij zebravissen, al is het gebruik daarvan minder omstreden. Een groot voordeel van zebravissen boven muizen is dat ze makkelijker en goedkoper te houden zijn. Bovendien zijn de vissen tijdens hun ontwikkeling doorzichtig. Netwerken die ontstaan in bijvoorbeeld de hersenen zijn hierdoor uitermate goed te volgen, erg handig voor onderzoekers.
Zo gebruiken wetenschappers zebravissen om te kijken naar de hoe slaap de ontwikkeling van de hersenen beïnvloedt. Ook onderzoeken ze de rol van allerlei genetische afwijkingen bij slaapproblemen.
Fruitvlieg
Eén van de organismen waar wel probleemloos onderzoek aan gedaan kan worden in het kader van slaaponderzoek is de fruitvlieg. Die insecten zijn makkelijk genetisch te manipuleren, planten zich snel voort en zijn vlot door hun levenscyclus heen. Dit betekent dus korter wachten voor meer resultaten.
Onlangs zijn er bijvoorbeeld vliegen genetisch zo aangepast dat ze precies dezelfde symptomen hebben als mensen met ernstige slapeloosheid. Op die manier proberen onderzoekers uit te vinden wat de achterliggende oorzaken en de lichamelijke gevolgen zijn van die aandoening. Natuurlijk hopen ze ook te kunnen achterhalen of het verholpen kan worden.
Schimmel
Het laatste organisme dat wetenschappers gebruiken is misschien wel de meest verrassende: Groningse onderzoekers gebruiken de schimmel Neurospora crassa voor hun slaaponderzoek. Het organisme heeft een dag-ritme dat zelfs in een petrischaal goed zichtbaar is. De schimmel groeit erg snel en is makkelijk aan te passen. Bovendien is de hele DNA-volgorde ervan bekend, dat maakt genetisch onderzoek makkelijker.
Het dag-nacht ritme van Neurospora crassa heeft hetzelfde mechanisme als dat van de mens. De genen die er bij betrokken zijn, zijn echter anders. Dat betekent dat de biologische klok meerdere malen in de evolutie is ontstaan. In Groningen doen ze nu onderzoek naar hoe organismen hun dag-nacht ritme regelden voordat de klok ontstond.
