Je leest:

Het brein voor alle seizoenen bestaat niet

Het brein voor alle seizoenen bestaat niet

Auteur: | 12 november 2004

Zangvogels hebben geen vergrote zangkernen nodig om mooier te kunnen zingen. Het onderzoek berust op een ‘fundamentele denkfout’.

Het klinkt zo logisch. Hoe meer liedjes een zangvogel kent, hoe groter de hersengebieden zijn waarin ze opgeslagen liggen. De Amerikaan Fernando Nottebohm opende in 1980 een heel nieuw onderzoeksveld naar seizoensvariatie in de zangkernen van zangvogels. Zijn claim is dat de vergroting van zangkernen in het voorjaar, als mannetjesvogels vrouwtjes moeten aantrekken met hun zang, nodig is voor een groter zangrepertoire en ingewikkelder liedjes.

Ondanks een hausse aan onderzoeken naar dit intuïtief zo aansprekende fenomeen, zijn lang niet alle gedragsbiologen overtuigd van het bestaan van het rechtlijnige verband tussen seizoensvariatie en zangrepertoire. In Nederland kraken gedragsbiologen Manfred Gahr en Johan Bolhuis harde noten over dit onderzoek.

Prof. dr. Manfred Gahr van de Vrije Universiteit Amsterdam haalt een publicatie uit 2001 aan, waarin hij wilde kanaries op het eiland Madeira gedurende een jaar volgde. Hij zag dat een zangverandering in het broedseizoen, wanneer de vogels op zoek gaan naar een partner, overeenkwam met veranderingen in de geslachtshormonen. Maar in de kanariehersenen kon Gahr geen morfologische veranderingen vinden.

De resultaten zetten de relatie tussen vergrote zangkernen en het repertoire op losse schroeven. Gahr somt een reeks bezwaren op tegen de bestaande resultaten. Onderzoekers bepalen de omvang van de zangkernen via een zogeheten histologische Nissl-kleuring van hersenplakjes. ‘Een nogal simpele methode’, vindt hij. ‘Pas recent gebruikt men geavanceerdere kleuringen.’

Verder geeft elke kleuringstechniek verschillende uitkomsten voor de grootte van zangkernen. Dan kan het zijn dat het hersengebied even groot blijft, terwijl de kleuring fluctueert. En morfologische veranderingen in verschillende soorten kunnen verschillende dingen betekenen.

Bovendien is de basis van het onderzoek, de aanname dat voor een groter repertoire of complexere liedjes grotere zangkernen nodig zijn, niet onomstreden. ‘Wat is de eenheid waarin zang opgeslagen wordt?’, vraagt Gahr. ‘We weten het niet, maar als de vogels een liedje niet per ’lettergreep’ opslaan, maar het bijvoorbeeld opbreken in fijnere motorbewegingen, dan is het goed mogelijk complexere liedjes te produceren met dezelfde hoeveelheid elementen.’

Prof. dr. Johan Bolhuis, gedragsbioloog aan de Universiteit Utrecht, neemt het hele onderzoeksgebied op de schop. ‘Dit neuroecologische onderzoek staat in een traditie die volgens mij fundamenteel verkeerd is. Onderzoekers gebruiken functionele en evolutionaire overwegingen om uitspraken te doen over het mechanisme. Maar dat is een fundamentele denkfout. Functie kan nooit het mechanisme verklaren. Veronderstelde selectiedrukken leiden niet noodzakelijkerwijs tot bepaalde evolutionaire aanpassingen.’

Bolhuis: ‘De evolutionaire geschiedenis van eigenschappen had ook anders kunnen verlopen, iets wat een aarts-Darwinist als Richard Dawkins in zijn jongste boek bijvoorbeeld ook erkent. Ideeën over functie en evolutie kunnen wel bepaalde ’clues’ opleveren voor het onderzoek aan mechanismen, maar deze clues zijn vaak misleidend en soms ronduit fout.’

Uitgangspunt van het neuroecologische onderzoek is dat mannelijke zangvogels hersenen nodig hebben die aangepast zijn aan het leren van liedjes. Vergelijkingen van mannetjes en vrouwtjes; van zang- en niet-zangvogels; en van mannetjes door het jaar heen zal dan informatie opleveren over de betrokken hersengebieden. Als vanzelf komen onderzoekers dan uit bij de rol van de zangkernen en de seizoensgebonden variatie daarin.

Bolhuis vindt echter niet dat dit soort vergelijkende studies inzicht kunnen verschaffen in de onderliggende neurale mechanismen. In een review in Trends in Cognitive Sciences (10 oktober 2001) laat hij samen met Euan Macphail geen spaan heel van het zangkern-onderzoek.

De auteurs stellen dat studies met hersenbeschadigingen (lesies) niet onomstotelijk kunnen bewijzen dat bepaalde kernen cruciaal zijn voor het leren en opslaan van zang. Verder wil het feit dat er neuronen in zangkernen zitten die reageren op zang, niet zeggen dat er een ‘evolutionair gespecialiseerd’ hersengebied betrokken is bij het leren van zang. Bovendien heeft Bolhuis’ eigen onderzoek aangetoond dat geheugen-gerelateerde hersenactiviteit optreedt in gebieden die buiten de conventionele ‘zangkernen’ liggen.

De seizoensvariatie in de zangkernen, die zo mooi overeenkomt met de functie ervan, kan de toets der kritiek van Bolhuis ook niet doorstaan. ‘A brain for all seasons’, het concept van Nottebohm, blijkt bij nadere beschouwing door tegenstrijdige bevindingen niet overeind te houden. Seizoensvariatie in de grootte van zangkernen treedt ook op bij soorten die maar één liedje in hun repertoire hebben, en er nooit nieuwe liedjes bij leren. Bij de African bush shrike hebben mannetjes twee keer zo grote zangkernen terwijl ze een even groot zangrepertoire hebben als de vrouwtjes. En niet-zingende vrouwtjes van verschillende zangvogels laten ook seizoensgebonden variatie van ‘zangkernen’ zien. Bolhuis: ‘De neuroecologische benadering leidt al gauw tot aannames die niet hard gemaakt kunnen worden.’

Verstoppen

Op dezelfde manier relativeren Bolhuis en Gahr het onderzoek naar volumeveranderingen in de hippocampus. Kraai- en meesachtigen verstoppen voedsel om de winter door te komen. Het idee is dat een grotere hippocampus, de vermeende zetel van het ruimtelijk geheugen, zou corresponderen met het vermogen verstopte noten terug te vinden.

Volgens Bolhuis is hier de neuroecologische wens de vader van de gedachte. De jongste resultaten laten zien dat het volume van de hippocampus stabiel is in de tijd, maar dat geheel andere hersengebieden seizoensgebonden variatie vertonen.

Bovendien is ook hier niet zeker of het terug kunnen vinden van verstopte noten samenhangt met een grotere hippocampus. ‘Wie zegt dat de hippocampus niet efficiënter georganiseerd kan worden?’, vraagt Gahr retorisch. Verder zijn ook in dit onderzoeksgebied veel tegenstrijdige resultaten gevonden over de rol van de hippocampus.

Gahr: ‘Ik wil het onderzoeksveld niet afdoen als helemaal waardeloos, maar het is een ingewikkeld onderwerp. De correlaties tussen hersenvolumes en gedrag zijn makkelijk te meten, maar het is dus de vraag wat ze betekenen. Het voordeel van het onderzoek is dat het niet zo moeilijk is, elektrofysiologie is veel ingewikkelder. Daarom zal het populair blijven. Maar het blijft zo dat vogels gedragsveranderingen laten zien zonder dat er iets aan hun hersenanatomie verandert, en vice versa.’

‘Waarmee’, besluit Bolhuis, ‘de status van het fenomeen op zijn zachtst gezegd onduidelijk is.’

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 november 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.