Möchten Sie einem alten Hund neue Tricks beibringen? Lassen Sie Ihr Haustier ein Nickerchen machen. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Hunde im Schlaf neue Erinnerungen festigen, genau wie Menschen.
Die Studie verwendete die Elektroenzephalographie (EEG), eine Technik, die die elektrische Aktivität im Gehirn über die Kopfhaut misst, um die Gehirnaktivität von schlafenden Hunden zu verfolgen. Ähnlich wie beim Menschen zeigten die Hunde während des Schlafes mit nicht schnellen Augenbewegungen kurze Aktivitätsschübe, sogenannte Schlafspindeln. Ebenso wie beim Menschen war die Häufigkeit dieser Schlafspindeln davon abhängig, wie gut ein Hund neue Informationen aufbewahrte, die er vor seinem Nickerchen gelernt hatte.
"Es ist das erste Mal, dass wir dies tatsächlich an einem Hund zeigen können", sagte der Co-Autor der Studie, Ivaylo Iotchev, Doktorand an der Eötvös Loránd Universität in Budapest, Ungarn.
Schlafspindeln
Laut Iotchev haben sich die meisten eingehenden Schlafforschungen auf Menschen und Nagetiere konzentriert, insbesondere auf Mäuse und Ratten. Es sei interessant, die Parallelen zwischen Hundeschlaf und menschlichem Schlaf zu sehen, sagte er gegenüber Live Science, da Hunde evolutionär gesehen eher mit Menschen verwandt sind als Mäuse.
Schlafspindeln sind auch ein interessantes Forschungsgebiet, weil sie mit Lernen und Gedächtnis zusammenhängen, sagte Iotchev. Schlafspindeln sind elektrische Aktivitätsausbrüche im Gehirn, die etwa eine halbe Sekunde andauern und beim Menschen eine Frequenz von etwa 12 bis 14 Hertz aufweisen. Diese Bursts verhindern, dass Informationen aus dem Thalamus, einem Stück grauer Substanz im Vorderhirn, das sensorische Informationen weiterleitet, den Kortex für eine differenziertere Verarbeitung erreichen.
"Wenn Schlafspindeln auftreten, wird das Gehirn vor externen Informationen geschützt", sagte Iotchev, "was für die Gedächtniskonsolidierung sehr wichtig ist, denn wenn Sie sich an etwas erinnern möchten, möchten Sie nicht, dass es sich mit externen Informationen vermischt."
Über diesen Prozess bei Hunden ist nicht viel bekannt, obwohl Hunde manchmal als medizinische Modelle für Erkrankungen des menschlichen Gehirns, insbesondere Epilepsie, verwendet werden. Bis jetzt, sagte Iotchev, konzentrierte sich die EEG-Forschung von Hunden hauptsächlich auf die Aktivität des gesamten Gehirns, wie den Übergang vom Schlaf zum Wachzustand. Schlafspindeln ändern sich jedoch spezifisch mit dem Alter, so dass das Verständnis dieser Spindeln sowohl zur Verbesserung der Veterinärmedizin bei älteren Hunden als auch möglicherweise dazu beitragen kann, zu zeigen, wie ähnlich der Alterungsprozess im Gehirn von Hunden dem im menschlichen Gehirn ist, sagte Iotchev.
Neue Tricks
Um die Schlafspindeln bei Hunden zu untersuchen, baten die Forscher 15 Hundebesitzer, ihre Hündchen für drei separate Sitzungen einzubringen. Die Hunde repräsentierten eine Vielzahl von Rassen, von Köter über Labrador Retriever bis hin zu Zwergschnauzer. Alle Hunde nahmen zuerst ein Nickerchen, während die Forscher die Grundgehirnaktivität der Hunde mit dem EEG aufzeichneten. Als nächstes wurden die Hunde nach dem Zufallsprinzip angewiesen, Befehle zu üben, die sie bereits auf Ungarisch kannten, oder dieselben Aktionen zu lernen, jedoch mit ungewohnten englischen Wörtern ("sitzen" und "hinlegen"). Sieben der Hunde erledigten die Übungsaufgabe zuerst auf Ungarisch und dann die neue Ausbildung auf Englisch. Die acht beendeten die Aktivitäten in umgekehrter Reihenfolge.
Nach jeder Sitzung, ob auf Ungarisch oder Englisch, hatten die Hunde die Möglichkeit, sich auszuruhen, während die Forscher ihre Gehirnaktivität aufzeichneten. Laut Iotchev war es ein wichtiger Teil der Studie, das Muster der Gehirnwellen mit dem tatsächlichen Lernen zu verknüpfen. Nach dem Nickerchen machten die Hunde, die Englischbefehle lernten, eine weitere Sitzung, um zu zeigen, wie gut sie das Training beibehalten hatten.
Die Forscher fanden heraus, dass Schlafspindeln bei Hunden ähnlich aussehen wie beim Menschen. Sie sind bei weiblichen Hunden doppelt so häufig wie bei männlichen Hunden, was dem Muster beim Menschen entspricht: Frauen haben dank des Einflusses von Sexualhormonen mehr Schlafspindeln als Männer, sagte Iotchev.
Hunde mit häufigeren Schlafspindeln während einer Schlummer-Sitzung erwiesen sich auch als bessere Lerner als Hunde mit weniger häufigen Schlafspindeln, stellten die Forscher fest. Auch dieses Ergebnis zeigt Befunde bei Menschen und Nagetieren.
Menschen mit Depressionen haben häufiger Schlafspindeln als der Durchschnitt, sagte Iotchev, und Menschen mit Schizophrenie haben weniger. Somit können diese Aktivitätsausbrüche ein Fenster in die Ähnlichkeiten bei Hirnfunktionsstörungen zwischen Hunden und Menschen bieten. Zum Beispiel verwenden einige Forscher Hunde, um zu versuchen, die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) zu verstehen, sagte Iotchev. Wenn Menschen mit ADHS atypische Schlafspindeln haben (und einige Untersuchungen zeigen, dass dies der Fall sein könnte), möchten Forscher untersuchen, ob Hunde die gleichen Aberrationen aufweisen. Wenn sie dies tun, würde dies darauf hinweisen, dass einige der gleichen Gehirnprozesse sowohl bei Menschen als auch bei Hunden ADHS zugrunde liegen. Wenn nicht, sind Hunde möglicherweise nicht die besten Modelle für diese Störung. Iotchev und sein Team konzentrieren sich besonders darauf, ihre Ergebnisse mit dem Altern in Verbindung zu bringen.
"Der nächste Schritt ist, dass wir uns eine riesige Stichprobe von Hunden ansehen, um zu sehen, wie sich die Schlafspindeln mit dem Alter ändern", sagte er.
Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse am 11. Oktober in der Open-Access-Zeitschrift Scientific Reports.
