Door Steijn van Schie - FOTO: IMAGESELECT - 05-09-2025 - Zoölogie
Door hun hersenen in de winter te verkleinen, besparen bosspitsmuizen energie in een periode van voedselschaarste.
Spitsmuizen besparen energie in de winter door hun hersencellen te laten ‘uitdrogen’.
Het brein van de gewone bosspitsmuis (Sorex araneus) krimpt in de winter bijna 10 procent doordat hersencellen water verliezen, niet doordat ze sterven. Dat blijkt uit nieuw onderzoek met geavanceerde MRI-technieken (Current Biology, 1 september). Het is een van de weinige voorbeelden van een zoogdier dat zijn hersenen zo drastisch én volledig omkeerbaar kan verkleinen.
Waterverdeling
Voor hun studie vingen de onderzoekers wilde bosspitsmuizen in Zuid-Duitsland, zowel in de zomer als in de winter. De dieren werden onderzocht met diffusion microstructure imaging, een MRI-techniek die watermoleculen in hersenweefsel volgt en zo de waterverdeling binnen en buiten cellen zichtbaar maakt. Daarnaast telden de biologen neuronen en gliacellen in verschillende hersengebieden.
De analyses lieten zien dat intracellulair water in de winter sterk afneemt, terwijl er meer vocht buiten de cellen terechtkomt. De cellen krimpen, maar blijven intact. Het aantal neuronen en gliacellen blijft gelijk, terwijl ze in de bulbus olfactorius ‘s winters zelfs toenemen.
Krimpproces
De ontdekking maakt duidelijk dat het krimpproces – bekend als Dehnels fenomeen – een actieve aanpassing is aan de winter. Spitsmuizen hebben een extreem hoog metabolisme en kunnen nauwelijks vet opslaan. Omdat ze geen winterslaap of torpor kennen, blijven ze ook ’s winters actief foerageren. Door de hersenen te verkleinen besparen ze energie in een periode van voedselschaarste. Niet alle hersendelen reageerden overigens hetzelfde.
Vooral pons, medulla en hippocampus leverden volume in, terwijl het middenbrein zelfs iets groter werd. De neocortex en het cerebellum krompen ook, maar weken in hun waterverdeling af van andere hersengebieden.
Mogelijk stabiliseren deze gebieden hun structuur deels om functies als waarneming en motoriek te behouden. Verder vonden de onderzoekers aanwijzingen dat het waterkanaaleiwit aquaporine-4 in de hippocampus en cortex in de winter minder tot expressie komt. Dat zou de verschuiving van water uit de cellen kunnen vergemakkelijken. Ook apoptose-genen bleken onderdrukt, zodat cellen behouden bleven.
Hersenatrofie
De studie vergelijkt dit proces met hersenatrofie bij mensen, waar verstoringen in waterhuishouding en aquaporine-4 leiden tot onomkeerbaar functieverlies. Bij spitsmuizen is het juist een gecontroleerde en reversibele aanpassing, die volgens de onderzoekers inzicht kan geven in herstelmechanismen die bij neurodegeneratieve ziekten falen.
Waar hersenkrimp bij mensen desastreus is, blijkt het bij spitsmuizen dus een ingenieuze strategie om de winter te overleven. In de lente groeien hersenen en schedel weer aan, waardoor de dieren met een volledig hersteld brein het zomerseizoen ingaan.