zoogdieren hebben een grote diversiteit in slaapverschijnselen. Over het algemeen gaan ze door perioden van afwisselende niet-REM-en REM-slaap, maar deze manifesteren zich anders. Paarden en andere herbivore hoefdieren kunnen staand slapen, maar moeten noodzakelijkerwijs voor korte perioden voor remslaap (die spieratonie veroorzaakt) gaan liggen. Giraffen hoeven bijvoorbeeld maar een paar minuten per keer te gaan liggen voor REM-slaap. Vleermuizen slapen terwijl ze ondersteboven hangen. Mannelijke gordeldieren krijgen erecties tijdens niet-REM slaap, en het omgekeerde geldt bij ratten. Vroege zoogdieren die zich bezighouden met polyfasische slaap, slaap verdelen in meerdere aanvallen per dag. Hogere dagelijkse slaapquota en kortere slaapcycli bij polyfasische soorten in vergelijking met monofasische soorten, suggereren dat polyfasische slaap een minder efficiënt middel kan zijn om de voordelen van slaap te bereiken. Kleine soorten met een hogere BMR kunnen daarom minder efficiënte slaappatronen hebben. Hieruit volgt dat de evolutie van monofasische slaap tot nu toe een onbekend voordeel kan zijn van het evolueren van Grotere zoogdierlichamen en dus lagere BMR.
slaap wordt soms verondersteld om energie te besparen, hoewel deze theorie niet volledig adequaat is omdat het metabolisme slechts met ongeveer 5-10% vermindert. Bovendien wordt opgemerkt dat zoogdieren slaap nodig hebben, zelfs tijdens de hypometabolische staat van winterslaap, in welke omstandigheden is het eigenlijk een netto verlies van energie als het dier terugkeert van onderkoeling naar euthermie om te slapen.
nachtdieren hebben hogere lichaamstemperatuur, grotere activiteit, stijgende serotonine en afnemende cortisol tijdens de nacht—het omgekeerde van dagdieren. Nachtdieren en dagdieren hebben beide een verhoogde elektrische activiteit in de suprachiasmatische kern, en overeenkomstige afscheiding van melatonine uit de pijnappelklier, ‘ s nachts. Nachtzoogdieren, die ’s nachts vaak wakker blijven, hebben’ s nachts hogere melatonine, net als dagzoogdieren. En hoewel het verwijderen van de pijnappelklier bij veel dieren melatonine ritmes afschaft, stopt het circadiaanse ritmes niet helemaal—hoewel het ze kan veranderen en hun reactievermogen op lichte signalen kan verzwakken. De cortisolspiegels bij dagdieren stijgen meestal gedurende de nacht, bereiken de piek in de ontwakingstijden en nemen overdag af. Bij dagdieren neemt de slaperigheid ‘ s nachts toe.
DurationEdit
verschillende zoogdieren slapen verschillende hoeveelheden. Sommigen, zoals vleermuizen, slapen 18-20 uur per dag, terwijl anderen, waaronder giraffen, slechts 3-4 uur per dag slapen. Er kunnen grote verschillen zijn, zelfs tussen nauw verwante soorten. Er kunnen ook verschillen zijn tussen laboratorium-en veldstudies: onderzoekers meldden bijvoorbeeld in 1983 dat luiaards in gevangenschap bijna 16 uur per dag sliepen, maar in 2008, toen miniatuur neurofysiologische recorders werden ontwikkeld die op wilde dieren konden worden aangebracht, bleek dat luiaards in de natuur slechts 9,6 uur per dag sliepen.
net als bij vogels is de belangrijkste regel voor zoogdieren (met bepaalde uitzonderingen, zie hieronder) dat ze twee wezenlijk verschillende slaapstadia hebben: REM en NREM slaap (zie hierboven). De voedingsgewoonten van zoogdieren worden geassocieerd met hun slaaplengte. De dagelijkse behoefte aan slaap is het hoogst bij carnivoren, lager bij omnivoren en het laagst bij herbivoren. Mensen slapen minder dan veel andere omnivoren, maar verder niet ongewoon veel of ongewoon weinig in vergelijking met andere zoogdieren.
veel herbivoren, zoals herkauwers (zoals runderen), brengen een groot deel van hun wake-time door in een staat van slaperigheid, wat misschien deels hun relatief lage behoefte aan slaap zou kunnen verklaren. Bij herbivoren is een omgekeerde correlatie zichtbaar tussen lichaamsmassa en slaaplengte; grote zoogdieren slapen minder dan kleinere. Deze correlatie wordt verondersteld om ongeveer 25% van het verschil in slaaphoeveelheid tussen verschillende zoogdieren te verklaren. Ook wordt de lengte van een bepaalde slaapcyclus geassocieerd met de grootte van het dier; gemiddeld zullen grotere dieren een langere slaapcyclus hebben dan kleinere dieren. De slaaphoeveelheid wordt ook gekoppeld aan factoren zoals basaal metabolisme, hersenenmassa, en relatieve hersenenmassa. De duur van de slaap bij soorten is ook direct gerelateerd aan de basale stofwisseling (BMR). Ratten, die een hoge BMR hebben, slapen tot 14 uur per dag, terwijl olifanten en giraffen, die een lagere BMR hebben, slechts 2-4 uur per dag slapen.
Er is gesuggereerd dat zoogdiersoorten die investeren in langere slaaptijden investeren in het immuunsysteem, aangezien soorten met langere slaaptijden een hoger aantal witte bloedcellen hebben. Zoogdieren die geboren zijn met goed ontwikkelde regelgeving, zoals het paard en de Giraf, hebben meestal minder remslaap dan de soorten die bij de geboorte minder ontwikkeld zijn, zoals katten en ratten. Dit lijkt te wijzen op de grotere behoefte aan remslaap bij pasgeborenen dan bij volwassenen in de meeste zoogdiersoorten. Veel zoogdieren slapen een groot deel van elke periode van 24 uur als ze heel jong zijn. De giraffe slaapt slechts 2 uur per dag in ongeveer 5-15 minuten sessies. Koala ‘ s zijn de langst slapende zoogdieren, ongeveer 20-22 uur per dag. Orka ‘ s en sommige andere dolfijnen slapen echter niet tijdens de eerste levensmaand. In plaats daarvan nemen jonge dolfijnen en walvissen vaak rust door hun lichaam naast dat van hun moeder te drukken terwijl ze zwemt. Terwijl de moeder zwemt houdt ze haar nageslacht drijvend om te voorkomen dat ze verdrinken. Dit stelt jonge dolfijnen en walvissen in staat om te rusten, wat zal helpen om hun immuunsysteem gezond te houden; op zijn beurt, hen te beschermen tegen ziekten. Tijdens deze periode offeren moeders vaak slaap op voor de bescherming van hun jongen tegen roofdieren. Echter, in tegenstelling tot andere zoogdieren, volwassen dolfijnen en walvissen zijn in staat om te gaan zonder slaap voor een maand.
Vergelijkende gemiddelde slaap perioden voor verschillende zoogdieren (in gevangenschap) meer dan 24 uur
- Paarden – 2 uur
- Olifanten – 3+ uur
- Koeien – 4,0 uur
- Giraffen – 4,5 uur
- Mens – 8.0 uur
- Konijnen – 8.4 uur
- Chimpansees – 9.7 uur
- Rode vossen – 9.8 uur
- Honden – 10.1 uur
- Huis muizen – 12.5 uur
- Katten – 12.5 uur
- Leeuwen – 13.5 uur
- Platypussen – 14 uur
- Chipmunks – 15 uur
- Giant gordeldieren – 18.1 uur
- Kleine bruine vleermuizen – 19.9 uur
de Redenen voor de grote verschillen zijn met het feit dat zoogdieren “die slapen in het verbergen, zoals vleermuizen of knaagdieren hebben de neiging om langer, dieper snoozes dan die constant alert.”Leeuwen, die weinig angst hebben voor roofdieren, hebben ook relatief lange slaapperioden, terwijl olifanten het grootste deel van de tijd moeten eten om hun enorme lichamen te onderhouden. Kleine bruine vleermuizen sparen hun energie, behalve enkele uren per nacht wanneer hun insectenprooien beschikbaar zijn, en vogelbekdieren eten een hoog-energetisch schaaldierdieet en hoeven daarom waarschijnlijk niet zo veel tijd wakker te zijn als veel andere zoogdieren.
RodentsEdit
een studie uitgevoerd door Datta ondersteunt indirect het idee dat het geheugen baat heeft bij slaap. Een doos werd gebouwd waarin een enkele rat vrij kon bewegen van het ene uiteinde naar het andere. De bodem van de doos was gemaakt van een stalen rooster. Een licht zou schijnen in de doos vergezeld van een geluid. Na een vertraging van vijf seconden, zou een elektrische schok worden toegepast. Zodra de schok begon, kon de rat naar de andere kant van de doos, het beëindigen van de schok onmiddellijk. De rat kon ook de vijf seconden vertraging gebruiken om naar het andere uiteinde van de doos te gaan en de schok volledig te vermijden. De lengte van de schok is nooit langer dan vijf seconden. Dit werd 30 keer herhaald voor de helft van de ratten. De andere helft, de controlegroep, werd in dezelfde proef geplaatst, maar de ratten waren geschokt, ongeacht hun reactie. Na elk van de trainingssessies, de rat zou worden geplaatst in een opnamekooi voor zes uur polygrafische opnames. Dit proces werd gedurende drie opeenvolgende dagen herhaald. Tijdens de posttriale slaap opname sessie, ratten besteed 25.47% meer tijd in REM-slaap na leerproeven dan na controleproeven.
een observatie van het Datta-onderzoek is dat de leergroep 180% meer tijd in SWS doorbracht dan de controlegroep tijdens de slaapopnamesessie na het onderzoek. Deze studie toont aan dat na ruimtelijke exploratieactiviteit, patronen van hippocampal plaatscellen worden gereactiveerd tijdens SWS na het experiment. Ratten werden uitgevoerd door een lineaire track met behulp van beloningen aan beide kanten. De ratten zouden dan 30 minuten in de baan worden geplaatst om hen in staat te stellen zich aan te passen (PRE), dan liepen ze de baan met beloning gebaseerde training voor 30 minuten (RUN), en dan mochten ze 30 minuten rusten.
gedurende elk van deze drie perioden werden EEG-gegevens verzameld voor informatie over de slaapstadia van ratten. De gemiddelde vuursnelheden van hippocampale plaatscellen tijdens prebehavior SWS (PRE) en drie intervallen van tien minuten in postbehavior SWS (POST) werden berekend door middel van een gemiddelde over 22 track-running sessies van zeven ratten. De resultaten toonden aan dat tien minuten na de proefloopsessie, er een verhoging van 12% was van de gemiddelde vuursnelheid van hippocampale plaatscellen van het pre-niveau. Na 20 minuten keerde de gemiddelde vuursnelheid snel terug naar het PRE-niveau. Het verhoogde vuren van hippocampale plaatscellen tijdens SWS na ruimtelijk onderzoek kon verklaren waarom er verhoogde niveaus van langzame golfslaap in de studie van Datta waren, aangezien het ook een vorm van ruimtelijk onderzoek behandelde.
bij ratten veroorzaakt slaaptekort gewichtsverlies en een verlaagde lichaamstemperatuur. Ratten wakker voor onbepaalde tijd ontwikkelen huidletsels, hyperfagie, verlies van lichaamsmassa, hypothermie, en, uiteindelijk, fatale sepsis. Slaaptekort belemmert ook de genezing van brandwonden bij ratten. In vergelijking met een controlegroep duidden de bloedonderzoeken van slaaptekortratten op een daling van 20% van het aantal witte bloedcellen, een significante verandering in het immuunsysteem.
een studie uit 2014 toonde aan dat het beroven van muizen van slaap de groei van kanker verhoogde en de capaciteit van het immuunsysteem om kanker te controleren dempte. De onderzoekers vonden hogere niveaus van m2 tumor-geassocieerde macrofagen en TLR4 molecules in de slaaptekort muizen en stelden dit voor als mechanisme voor verhoogde gevoeligheid van de muizen aan kankergroei. M2-cellen onderdrukken het immuunsysteem en stimuleren de tumorgroei. TRL4 molecules signaleren molecules in de activering van het immuunsysteem.
MonotremesEdit
aangezien monotremes (eilegzoogdieren) beschouwd worden als een van de evolutionair oudste groepen zoogdieren, hebben zij speciale belangstelling gehad voor de studie van zoogdierslaap. Aangezien vroege studies van deze dieren geen duidelijk bewijs voor remslaap konden vinden, werd aanvankelijk aangenomen dat een dergelijke slaap niet bestond in monotremen, maar zich ontwikkelde nadat de monotremen zich aftasten van de rest van de zoogdier evolutionaire lijn, en een aparte, afzonderlijke groep werden. De EEG-opnames van de hersenstam in monotremes laten echter een vuurpatroon zien dat vergelijkbaar is met de patronen die worden gezien in de remslaap bij hogere zoogdieren. In feite is de grootste hoeveelheid REM slaap bekend bij een dier wordt gevonden in het vogelbekdier. REM elektrische activering strekt zich helemaal niet uit tot de voorhersenen bij platypoden, wat suggereert dat ze niet dromen. De gemiddelde slaaptijd van de vogelbekdier in een periode van 24 uur wordt gezegd dat zo lang als 14 uur, hoewel dit vanwege hun hoog-calorie schaaldier dieet kan zijn.
aquatische zoogdieren edit
de gevolgen van het vallen in een diepe slaap voor zeezoogdieren kunnen verstikking en verdrinking zijn, of een gemakkelijke prooi worden voor roofdieren. Zo houden dolfijnen, walvissen en zeehonden zich bezig met een unihemisferische slaap tijdens het zwemmen, waardoor de ene hersenhelft volledig functioneel blijft, terwijl de andere gaat slapen. De hemisfeer die slaapt wisselt af, zodat beide hemisferen volledig kunnen worden uitgerust. Net als landzoogdieren, vallen pinnipeds die op het land slapen in een diepe slaap en beide hersenhelften sluiten af en zijn in volledige slaapmodus. Baby ‘ s van aquatische zoogdieren hebben geen REM-slaap in de kindertijd; REM-slaap neemt toe naarmate ze ouder worden.
zeehonden en walvissen behoren onder andere tot de waterzoogdieren. Oorloze zeehonden en zeehonden met oren hebben het probleem van het slapen in water via twee verschillende methoden opgelost. Zeehonden met oren, zoals walvissen, hebben een schijnwerperslaap. De slapende helft van de hersenen wordt niet wakker als ze naar boven komen om te ademen. Als de helft van de hersenen van een zeehond langzaam slaapt, zijn de flippers en snorharen aan de andere kant onbeweeglijk. In het water hebben deze zeehonden bijna geen REM-slaap en kunnen ze een week of twee zonder slapen. Zodra ze aan land gaan, schakelen ze over op bilaterale REM-en NREM-slaap, vergelijkbaar met landzoogdieren, wat onderzoekers verrast met hun gebrek aan “herstelslaap” na het missen van zoveel REM.
Oorloze zeehonden slapen bihemisferisch zoals de meeste zoogdieren, onder water, hangend aan het wateroppervlak of op het land. Ze houden hun adem in terwijl ze onder water slapen, en worden regelmatig wakker om naar boven te komen en te ademen. Ze kunnen ook met hun neusgaten boven water hangen en in die positie REM-slaap hebben, maar ze hebben geen REM-slaap onder water.
remslaap is waargenomen bij de Griend, een dolfijnensoort. Walvissen lijken geen REM-slaap te hebben, noch lijken ze hierdoor problemen te hebben. Een reden waarom REM-slaap moeilijk kan zijn in maritieme omgevingen is het feit dat REM-slaap spieratonie veroorzaakt; dat wil zeggen, een functionele verlamming van skeletspieren die moeilijk te combineren kan zijn met de noodzaak om regelmatig te ademen.walvisachtigen slapen, maar kunnen het zich niet veroorloven lang bewusteloos te zijn, omdat ze kunnen verdrinken. Hoewel de kennis van slaap bij wilde walvisachtigen beperkt is, zijn tandwalvisachtigen in gevangenschap geregistreerd om unihemisferische slow-wave sleep (USWS) te vertonen, wat betekent dat ze met één kant van hun hersenen tegelijk slapen, zodat ze bewust kunnen zwemmen, ademen en zowel roofdieren als sociaal contact kunnen vermijden tijdens hun rustperiode.