De hersenen van de Tokkeh, Gekko gecko, wel anders

De hersenen van de Tokkeh, Gekko gecko, wel anders maar toch ook weer niet zo gek. Piet Hoogland, afdeling anatomie, medische faculteit VU, Amsterdam Foto's: E. van Gelderop

De gedachte dat bepaalde opvallende eigenschappen van mensen hun basis hebben in een hersenknobbel is w oud als de weg naar Rome en misschien nog wel ouder. Het was zelfs zo dat men dacht dat die hersenknobbels invloed hadden op de vorm van de schedel. Zo kan men in het anatomisch museum van de medische faculteit van de universiteit van Groningen nog een aantal menselijke schedels zien die als typisch criminele schedelvorm zijn gecatalogiseerd. Gelukkig is deze vorm van diagnostiek alweer een aantal eeuwen verlaten. Maar de uitdrukking: een wiskundeknobbel hebben, bestaat nog steeds. Nu is het in het algemeen zo dat dit soort volkswijsheden door wetenschappers vaak verloochend worden, maar vaak blijkt er toch wel een vorm van waarheid in te schuilen. Niemand zal ontkennen dat er in de hersenen een zekere relatie is tussen bouw en functie. Dat betekent dat er bij dieren die een bijzonder gedrag vertonen ook wel iets bijzonders in de hersenen te vinden is. Zo hebben slangen die hun prooi vangen met behulp van infrarood-sensoren zoals bijvoorbeeld pythons, een duidelijk herkenbare bult op de hersenstam zitten waar zenuwcellen liggen die zich specifiek met de verwerking van de infraroodinformatie bezig houden. Bij muizen en ratten waarbij de snorharen een heel gevoelig tastzintuig vormen, zijn op diverse plaatsen in de hersenen structuren te herkennen die zich met de informatie uit een enkele snorhaar lijken bezig te houden. Deze structuren nemen alles bij elkaar een onevenredig groot deel van de hersenen in. De Vlaamse Gaai vergaart in het najaar veel voedsel en verbergt dat op diverse verschillende plaatsen. Deze voedselvoorraden kunnen in de winter worden aangesproken. Uiteraard moet deze vogel goed kunnen onthouden waar dat voedsel verstopt is. Het hersengedeelte dat een belangrijke rol speelt bij dit soort geheugen, een structuur die min of meer Lacerta 60(2) * 2002

vergelijkbaar is met de hippocampus van zoogdieren, is bij deze vogelsoort groter dan bij aanverwante vogelsoorten die dit voedselverstopgedrag niet kennen. Er zijn ook voorbeelden die het omgekeerde laten zien. Zo hebben dolfijnen en walvissen over het algemeen geen reukzintuig. De hersengebieden die zich bij andere dieren met de verwerking van de reukinformatie bezighouden zijn bij de walvisachtigen relatief heel klein of afwezig. Dus alles bij elkaar lijkt die knobbelgedachte zo gek nog niet. Al is het wel zo dat je lang niet altijd een echte knobbel vindt zoals bijvoorbeeld bij die infrarood-gevoelige slangen. Op basis van de bovengenoemde voorbeelden (er zijn trouwens nog veel meer voorbeelden) zou je er van uit kunnen gaan dat er bij dieren die een heel speciaal gedrag vertonen ook wel iets speciaals in de hersenen aanwezig zal zijn. Het speciale van de Tokkeh zit hem in de hechtlijsten aan zijn voeten. Door de vele minuscule haakjes die zich daar bevinden kan deze hagedis niet alleen op de grond maar ook op steile wanden en zelfs op het plafond lopen. Op het eerste gezicht lijkt dat minder ingrijpend dan het is. Dit gedrag heeft echter wel een aantal heel belangrijke consequenties. Het feit dat de Tokkeh op zijn kop aan het plafond hangt betekent dat hij ook de omgeving op zijn kop ziet. Is dat een probleem? Er zijn diverse aanwijzingen dat dit een groot probleem kan vormen. Het lijkt zo te zijn dat de betekenis van de dingen die je ziet afhankelijk is van de stand waarin je ze ziet. Neem de letter p als je die op zijn kop gepresenteerd krijgt dan wordt het een b! Dit is een zeer fundamenteel principe. EWERT (1989) heeft hele simpele maar veelzeggende proeven gedaan met kikkers. Als je een kikker een langwerpig stukje karton voor zijn neus houdt dan zou hij twee dingen kunnen doen: vluchten of toehappen. Wordt het stukje karton met de lange zijde 72

Gekko gecko man

ho rizo nraai gepresenteerd dan zal de kikker roehappen. H ij denke dar her een prooi is. Als her srukje kan on venicaal wo rdt gepresenteerd dan zal de ki kker vluchten: hij imerprereen her object als een gevaar (reiger, mens ere.). H ierui t blijkt dus dar de srand waarin de omgevi ng wordt waargenomen van groot belang kan zijn voo r her dier. Als de ki kker de reiger als een prooi zier zal her slecht mer hem aflopen. O m verwarring re voorkomen draaien daarom bijna al le dieren hun hoofd en ogen zodanig dar de omgeving al tijd op horizontale wijze (en op zijn kop) op her ncrvlies wordt geprojecteerd. De Tokkeh is hierop een uirzondering. Bij deze hagedissensoon zie je geen oog- of hoofdbewegingen oprreden bij srandsveranderingen. Oe standsveranderingen van her hele lichaam bedragen bijvoorbeeld al 180 graden als her d ier op her plafo nd loopr! Ook zijn er geen com pensatoire bewegingen va n hoofd en hals waar re nemen. Een volledige compensatie zou trouwens erg moeilijk zij n omdar her d ier dan alles bij elkaar wel 180 graden zou moeren kunnen compenseren War bereken t d ir? Maakt her voor de Tokkeh nier uir hoe hij de d ingen zier, of heefr her d ier een heel ander Lacerra 6 0(2) * 2002

compensatie-mechanisme? Nauwkeurig onderzoek van de hersenen van de Tokkeh leverde een verrassend resulraar op. H oewel op her eerste gezicht de hersenen van de Tokkeh hetzelfde gebouwd lijken als die van andere hagedissensoon en, leven verdere inspectie van de hersenen wel degel ijk versch illen op. In de hersenschors van de alle reptielen komr info rmatie ui r alle zinruigen bij elkaar. Oe reuk neem t een andere weg dan de info rmatie van de andere zintuigen , maar ui reindelijk komr de informatie in de zogenaamde mediale schors bij elkaar. Oir is een gedeelte van de hersenen dar grore overeenkomsten venoonr mer de hippocampus van zoogdierhersenen. Her is bekend dar d ir deel van de hersenen een grote rol speelt bij leren, geheugen en oriëntatie in de ru im te. Bij alle ror n u roe beschreven gewervelde d ieren worden hier de informatiestromen uir de verschillende zinruigen gemengd op de cellen van dir hersengebied aangeboden. Oi r komr er op neer dar iedere zenuwcel in de hippocampus of daarmee vergelijkbare srrucruren een mix van informatie ui r alle zinruigen aangeboden krijgt. Bij de Tokkeh is dar ech rer nier zo.

73

Bij deze hagedissensoort blijkt dar er twee delen hippocampus zijn: een voo r de reuk en een voor een mix van de andere zincuige n. Deze rwee delen zijn herzelfde gebouwd maar krijgen dus verschillende informatie. H er voorste deel krijgt informatie uir standsafhankelijke zinruigen her achterste deel uit de reuk organen. De reukwaarneming is nier srandsafhank elijk, maar de waarnemingen met de ogen, oren, her evenwichtsapparaat en her oppervlakkige en diepe gevoel wel! Her lijkt er dus op dar, bij de Tokkeh, pas in her eindstation van de verwerking van de zintuiglijke waarnemingen in de hersenen een correctie optreedt voor de stand waarin de dingen worden waargenomen. Pas in de hersenen worde n de din gen reeln op gezet. D aarmee wordt voorkomen dar her dier met hoofd en ogen een o nmogelijke compensatoi re beweging moet maken. M aar er is nog meer! D eze gespleren bouw van de hippocampus bij de Tokkeh heeft nog een andere consequentie. Bij alle reptielen is her zo dar her achterste stuk van de hip pocampus verbo nden is met structuren in de hypothalamus die mer her seksueel fun ctioneren van het dier re maken heb-

ben. Omdat bij de Tokkeh in dit achterste stuk hippocampus alleen reukinfo rmatie bin nenkomt berekent di t dar seksuele gedragi ngen, zoals her zoeken van een paringsparrner, bij de Tokkeh met name door de reuk gestuurd worden. Bij de meeste reptielen is dar een mix van zinruiglijkwaarnem ingen. Heel erg is dat echter nier omdat er bij Tokkeh's geen duidelijk zichtbare versch illen zij n russen mannetjes en vrouwtjes. Ze moeren en kunnen dus voor wat betreft hun seksuele gedragingen, zoals her zoeken van een partner, blind varen op de reuk! H er doet er voor de Tokkeh blijkbaar nier zoveel roe hoe de parrner eruit ziet, als de partner maar de juiste geur verspreidt. H er o mgekeerde komt ook voo r. Bij reptielen zonder reuk zoals de Anolis-soorren, wordt het verschil tussen ma nnetjes en vrouwtjes heel duidel ijk onderstreept door visueel waarneembare verschillen zoals de keelzak (dewlap) . Mannetjes kunnen deze keelzak uitklappen en zich daardoo r heel duidelijk als man manifes teren. Voor andere man netjes en vrouwtjes is het geslacht van de Ano lis dus duidel ij k zichtbaar. Kortom, her blijkt weer eens re meer dar een bijzonder gedrag, zoals her lopen op her plafond

Gekko gecko, paanje

Lacerra 60(2) * 2002

74

samengaar met een bijzondere bouw va n de hersenen. In dit geval heeft de bijzondere bouw van de scho rs ook nog gevolgen op her seksuele gedrag. Oir laatste heeft ook weer zijn voordelen. Want stel dar de Tokkeh zijn paringspanner zou u itzoeken op grond van visuele kenmerken dan zou hi j nog wel eens bedrogen uit kunnen komen! Duidelijk is dus, dar Tokkeh 's met hun bijzondere hersenen weer geen uitzondering op de regel vormen dar een bijzonder gedrag gerelateerd is aa n een bijzond ere bouw van d e hersenen. Dus war dar betreft gedragen ook de Tokkeh's zich weer heel normaal.

ro regu lare rheir sexual behavio ur, but because of rhe special srrucrure of rhe brains rhe Tokay-gecko reguiaces rhis behaviour only by olfacrory stimuli. Ir doesn 'r matter whar irs partner looks like, as long as ir sm ells good. Ir is obvio us, rhat the special suucture of the brains of rhe Tokay-gecko is conneered with its specialized behaviour, so being different doesn't mean being that odd.

THE BRAINS OF T H E TOKAY-GECKO (Gekko gecko), DIFFERENT BUT NOT Tl-LAT 000 Animals wirh specialized behaviour a fren have a special ized srrucrure in rheir brains in conneerion wirh rhis qualiry. Snakes wirh infra-red sensory orga ns, like pythons, afren have a clearly visible bum p on rheir brainsrem . The Tokay-gecko is capable, wirh help of his specialized feer, ro walk upside down on a ceiling. Most animals ah,·ays try ro see th eir environment horizonrally, so rhey rry ro campensare for an abnormal orientarion by rurning their head and eyes. T he Tokay-gecko is an exceprion in rhis. In rhe med ia! cortex of rhe brain of most repriles all kinds of sensory in for m arion is garhered, mixed and processed. In rhe Tokay-gecko rhe m edia! cortex is divided in a front part fo r orientarion-relared info rmarion and a rear part for olfacrory informatio n. The separate processing of o rienrarion-related informarion makes ir possible for rh is animal ro cam pensare for abnormal o rientarion wirhin his brain, so ir doesn'r have ro campensare wirh his head and eyes. But rhere is more ro it. The rear pan of rhc media! cortex is co nneered ro srrucrures in rhe hypothalamus, rhar play an important role in sexual behaviour. Most repriles can use several sensory stim uli

Lacerta 60(2) * 2002

Gekko gecko, poor mer hech rlamellen LITERATUU R EWERT, J-P, 1989. The release o f visual behavior in roads: stages of parallel/hierarchical in for mation processing. In: EWERT, J-P & M.A. ARB IB (red.). Visuomoto r Coo rdi natio n: 39-120. Plenum, New Yo rk. SMEETS, W. J. A. J ., P. V. HOOGLAND &A. H. M. LO HMAN, 1986. A Foreb rain Atlas of the Lizard Gekko gecko. T he Joumal of Compararive Neurology 254 ( 1): 1-19.

75