Memory retention and cognition in hibernators

Der Winterschlaf ist eine physiologische Anpassung, welche eine extreme Einsparung der Energieausgaben ermöglicht und daher das Überleben unter ungünstigen Umweltbedingungen erlaubt. Winterschläfer haben generell ein „langsameres Lebenstempo“ mit einer erhöhten Lebenserwartung. Somit beeinflusst der Winterschlaf auch die Lebenszyklus Strategie. Während sich die Tiere während des Winterschlafs in ihren gut versteckten Winterschlafquartieren perfekt vor Raubfeinden verstecken können, hat diese Strategie aber auch hohe Kosten und damit Nachteile. So ist z.B. die Immunabwehr reduziert und der oxidative Stress erhöht. Auch das Gehirn ist mit einem reduzierten Blutfluss negativ betroffen. Dies führt zu der Frage, ob Winterschlaf die Kognition und das Erinnerungsvermögen beeinflusst. Vorhergehende Studien zeigen kein einheitliches Bild, dies könnte aber auch an den teilweise nur sehr kurzen Winterschlafphasen (22-32 Tagen) gelegen haben.In diesem Forschungsprojekt wollen wir eine Tierart untersuchen, die für Ihren extrem langen Winterschlaf von 11,4 Monaten bekannt ist, den Siebenschläfer (Glis glis). Wir stellen die Hypothesen auf, dass (i) extrem lange Winterschlafphasen die Erinnerung von Kognition und räumlicher Orientierung negativ beeinflussen, (ii) eine erhöhte Frequenz der Zwischentorporphasen und eine höhere Körpertemperatur während der Torporphasen aber einen positiven Einfluss auf das Erinnerungsvermögen hat, (iii) Winterschlaf hat keinen negativen Effekt auf die soziale Wiedererkennung, und (vi) das Ausmaß der Erinnerung mit der relativen Telomerlänge assoziiert ist, aber nicht von dem Alter des Tieres beeinflusst wird.Wir wollen alle Tiere in zwei kognitiven Test vor dem Winterschlaf trainieren (Labyrinth und Sprung-Stand-Apparat). Während des Winterschlafs wollen wir die Winterschlafdauer, die Frequenz der Zwischentorporphasen und die minimale Körpertemperatur der Torporphasen manipulieren. Nach dem Winterschlaf werden die Tests wiederholt. Wir planen alle Tiere während der Versuche mit Temperatur-Aktivitäts-Loggern zu implantieren (Datenerfassung für 23 Monate in 10-Mimuten Intervallen), um sowohl Körpertemperatur als auch mögliche Aktivität während der Zwischentorporphasen genau zu erfassen. Weiters wollen wir Korrelationen zwischen Erinnerungsvermögen, Alter und relativer Telomerlänge erfassen und auswerten. Schlussendlich wollen wir, unter Zuhilfenahme von Sozialen Netzwerkanalysen, die soziale Wiedererkennung vor und nach dem Winterschlaf untersuchen.Unsere Studie ist sehr innovativ, da wir zum ersten Mal nicht nur untersuchen wollen, ob sich die Winterschlafdauer auf das Erinnerungsvermögen auswirkt, sondern auch die genauen Prozesse die dafür verantwortlich sein können (Zeitverlauf der Torporphasen, Körpertemperatur). Weiters wollen wir hochmoderne Logger verwenden, die sowohl Körpertemperatur als auch eine mögliche Aktivität in den Zwischentorporphasen genau erfassen können. Die Untersuchung der Korrelationen zwischen Alter, relativer Telomerlänge und dem Erinnerungsvermögen bei Winterschläfern ist eine hochspannende, bisher nicht untersuchte Fragestellung.

FWF Einzelprojekte

Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung
Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie
Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung