Die Isolation im Zuge der Covid-19-Pandemie hat bei vielen Menschen den Schlaf beeinträchtigt sowie das Gewicht erhöht. Hinter diesem Effekt könnten Mechanismen stecken, die es auch bei der Taufliege gibt, geht aus einer Studie hervor: Die normalerweise in Gruppen lebenden Insekten schlafen bei sozialer Isolation weniger und fressen mehr. Die Forscher konnten auch Einblicke in die genetischen und neuronalen Mechanismen hinter diesem Effekt gewinnen. Taufliegen eignen sich somit als Modelltiere für die Grundlagenforschung zur Wirkung von sozialer Isolation, sagen die Wissenschaftler.
Einsamkeit tut dem Menschen und vielen sozial lebenden Tierarten bekanntlich gar nicht gut: Der durch soziale Isolation ausgelöste Stress verursacht vielschichtige Beeinträchtigungen der mentalen sowie körperlichen Gesundheit, zeigen Studien. Im Rahmen der Corona-Krise scheint sich dabei ein spezieller Aspekt widerzuspiegeln: Vereinsamung kann das Ess- und Schlafverhalten stören. Untersuchungen deuten darauf hin, dass viele Menschen während des letzten Jahres aufgrund der Isolations-Maßnahmen zur Eindämmung der Covid-19-Ausbreitung Gewichtszunahmen und Schlafverlust erfahren haben. Bisher ist allerdings unklar, welche Mechanismen hinter diesen Effekten der Einsamkeit stecken könnten.
„Einsamkeitsforschung“ an Fliegen?
Um Folgen von sozialer Isolation zu untersuchen, haben sich die Forscher um Michael Young von der Rockefeller University in New York mit Taufliegen (Drosophila melanogaster) beschäftigt. Dies mag überraschend wirken – doch wie sie erklären, sind diese winzigen Insekten nicht so simpel, wie man meinen könnte. So besitzen auch sie ein überraschend komplexes Sozialverhalten: Taufliegen gehen in Gruppen auf Nahrungssuche, zeigen Paarungsrituale und liefern sich Miniatur-Boxkämpfe. Auch ihr Schlafverhalten ist auffallend strukturiert: Sie schlummern 16 Stunden pro Tag – aufgeteilt in ein Mittagsschläfchen und eine volle Nachtruhe. Bei Drosophila handelt es sich zudem um ein bereits intensiv erforschtes Modelltier. Denn die Fliegen lassen sich leicht züchten und es sind viele moderne Untersuchungsmethoden anwendbar. “Drosophila hat uns immer wieder auf die richtige Spur gebracht. Wir finden bei diesen Insekten oft die Grundzüge von etwas, das auch bei Säugetieren und Menschen zu finden ist”, sagt Young.
Für die Studie verglichen die Wissenschaftler zunächst, wie es den Fliegen unter verschiedenen Haltungsbedingungen erging. In Gesellschaftshaltung bei verschiedenen Gruppengrößen – bis zu nur zwei Tieren – zeigten die Insekten keine Verhaltensauffälligkeiten. Wurden die Fliegen jedoch vereinzelt, begannen sie deutlich mehr zu fressen sowie weniger zu schlafen, zeigten die Untersuchungen. Durch Kontrollexperimente konnten die Forscher dabei auch bestätigen, dass nicht etwa der Schlafmangel allein zu dem übermäßigen Fressen führte. Sie kamen somit zu dem Schluss, dass auch bei den Fliegen ein Zusammenhang zwischen Einsamkeit und verändertem Fress- sowie Schafverhalten vorliegt.
Anschließend machten sie sich auf die Suche nach zugrundeliegenden Mechanismen der beobachteten Effekte. Durch genetische Untersuchungen konnten sie zunächst zeigen, dass eine Gruppe von Erbanlagen, die bekanntermaßen mit Hunger in Verbindung stehen, in den Gehirnen der einsamen Fliegen anders aktiv waren als bei Kontrolltieren. Vor allem gewannen die Wissenschaftler aber Einblicke in den neuronalen Hintergrund der Verhaltensänderungen. Es zeigte sich, dass eine Gruppe von Gehirnzellen, die als P2-Neuronen bekannt sind, an den beobachteten Veränderungen des Schlaf- und Fressverhaltens beteiligt sind: Das Ausschalten dieser Nerven bei isolierten Fliegen unterdrückte das übermäßige Fressen und stellte das natürliche Schlafverhalten wieder her.
Mechanismen auf der Spur
Die Verstärkung der Aktivität der P2-Neuronen bei Fliegen, die nur einen Tag lang von der Gruppe isoliert waren, führte hingegen dazu, dass sie aßen und schliefen, als wären sie eine ganze Woche lang allein gewesen, berichten die Forscher. “Wir haben es gleichsam geschafft, die Fliegen glauben zu lassen, dass sie schon lange isoliert waren”, erklärt Erstautor Wanhe Li. “Die P2-Neuronen scheinen mit der Wahrnehmung der Dauer der sozialen Isolation oder der Intensität der Einsamkeit verbunden zu sein – wie ein Timer, der herunterzählt, wie lange die Fliege allein gewesen ist”.
Über den Sinn des Effekts der Isolation auf das Fress- und Schlafverhalten können die Wissenschaftler bisher allerdings nur Vermutungen anstellen: Eine Möglichkeit wäre, dass die soziale Isolation ein gewisses Maß an Unsicherheit über die Zukunft signalisiert. Demnach könnte es sich um präventive Verhaltensweisen handeln: In schwierigen Zeiten ist eine erhöhte Wachsamkeit vorteilhaft sowie eine Nahrungsaufnahme auf Vorrat – wann immer sich die Gelegenheit dazu bietet.
Doch werfen die Ergebnisse bei Drosophila nun auch Licht auf die Zusammenhänge beim Menschen? Inwieweit ähnliche biologische Mechanismen bei uns am Werk sind, lässt sich bisher nicht sagen, räumen die Forscher ein. Aber die Ergebnisse können nun als Grundlage für weitere Untersuchungen dienen, um Zusammenhängen zwischen Einsamkeit, übermäßiger Nahrungsaufnahme und Schlaflosigkeit bei anderen Tieren und beim Menschen aufzudecken. “Es kann gut sein, dass unsere kleinen Fliegen das Verhalten von Menschen aufgrund von gemeinsamen biologischen Gründen widerspiegeln”, sagt Young abschließend.
Quelle: Rockefeller University. Fachartikel: Nature, doi: 10.1038/s41586-021-03837-0
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