mamiferele au o mare diversitate în fenomenele de somn. În general, trec prin perioade de alternare a somnului non-REM și REM, dar acestea se manifestă diferit. Caii și alte ungulate erbivore pot dormi în picioare, dar trebuie să se întindă în mod necesar pentru somnul REM (care provoacă atonie musculară) pentru perioade scurte. Girafele, de exemplu, trebuie doar să se întindă pentru somn REM câteva minute la un moment dat. Liliecii dorm în timp ce atârnă cu susul în jos. Armadillos de sex masculin obține erecții în timpul somnului non-REM, iar inversul este adevărat la șobolani. Mamiferele timpurii s-au angajat în somn polifazic, împărțind somnul în mai multe crize pe zi. Cotele zilnice mai mari de somn și ciclurile de somn mai scurte la speciile polifazice în comparație cu speciile monofazice sugerează că somnul polifazic poate fi un mijloc mai puțin eficient de a obține beneficiile somnului. Prin urmare, speciile mici cu BMR mai mare pot avea modele de somn mai puțin eficiente. Rezultă că evoluția somnului monofazic poate fi până acum un avantaj necunoscut al evoluției dimensiunilor mai mari ale corpului mamiferelor și, prin urmare, BMR mai mic.
somnul este uneori considerat a ajuta la conservarea energiei, deși această teorie nu este pe deplin adecvată, deoarece scade doar metabolismul cu aproximativ 5-10%. În plus, se observă că mamiferele necesită somn chiar și în timpul stării hipometabolice de hibernare, situație în care este de fapt o pierdere netă de energie pe măsură ce animalul se întoarce de la hipotermie la euthermie pentru a dormi.
animalele nocturne au temperaturi mai ridicate ale corpului, activitate mai mare, creșterea serotoninei și diminuarea cortizolului în timpul nopții—inversul animalelor diurne. Animalele nocturne și diurne au activitate electrică crescută în nucleul suprachiasmatic și secreția corespunzătoare de melatonină din glanda pineală, noaptea. Mamiferele nocturne, care tind să rămână treaz noaptea, au melatonină mai mare noaptea, la fel ca mamiferele diurne. Și, deși eliminarea glandei pineale la multe animale elimină ritmurile melatoninei, aceasta nu oprește ritmurile circadiene cu totul—deși le poate modifica și le poate slăbi capacitatea de reacție la indicii de lumină. Nivelurile de cortizol la animalele diurne cresc de obicei pe tot parcursul nopții, ating vârful în orele de trezire și se diminuează în timpul zilei. La animalele diurne, somnolența crește în timpul nopții.
DurationEdit
diferite mamifere dorm în cantități diferite. Unii, cum ar fi liliecii, dorm 18-20 de ore pe zi, în timp ce alții, inclusiv girafele, dorm doar 3-4 ore pe zi. Pot exista diferențe mari chiar și între speciile strâns legate. De asemenea, pot exista diferențe între studiile de laborator și cele de teren: de exemplu, cercetătorii din 1983 au raportat că leneșii captivi dormeau aproape 16 ore pe zi, dar în 2008, când s-au dezvoltat înregistratoare neurofiziologice în miniatură care ar putea fi aplicate animalelor sălbatice, leneșii din natură s-au dovedit a dormi doar 9,6 ore pe zi.
ca și în cazul păsărilor, regula principală pentru mamifere (cu anumite excepții, vezi mai jos) este că au două etape esențiale de somn: somnul REM și NREM (vezi mai sus). Obiceiurile de hrănire ale mamiferelor sunt asociate cu durata somnului. Nevoia zilnică de somn este cea mai mare la carnivore, mai mică la omnivore și cea mai mică la erbivore. Oamenii dorm mai puțin decât mulți alți omnivori, dar altfel nu neobișnuit de mult sau neobișnuit de puțin în comparație cu alte mamifere.
multe erbivore, cum ar fi Ruminantia (cum ar fi vitele), își petrec o mare parte din timpul lor de veghe într-o stare de somnolență, ceea ce ar putea explica parțial nevoia lor relativ scăzută de somn. La erbivore, o corelație inversă este evidentă între masa corporală și lungimea somnului; mamiferele mari dorm mai puțin decât cele mai mici. Se crede că această corelație explică aproximativ 25% din diferența de cantitate de somn între diferite mamifere. De asemenea, lungimea unui anumit ciclu de somn este asociată cu dimensiunea animalului; în medie, animalele mai mari vor avea cicluri de somn cu durate mai lungi decât animalele mai mici. Cantitatea de somn este, de asemenea, cuplată la factori precum metabolismul bazal, masa creierului și masa relativă a creierului. Durata somnului în rândul speciilor este, de asemenea, direct legată de rata metabolică bazală (BMR). Șobolanii, care au un BMR ridicat, dorm până la 14 ore pe zi, în timp ce elefanții și girafele, care au BMR mai mici, dorm doar 2-4 ore pe zi.s-a sugerat că speciile de mamifere care investesc în perioade mai lungi de somn investesc în sistemul imunitar, deoarece speciile cu perioade mai lungi de somn au un număr mai mare de celule albe din sânge. Mamiferele născute cu sisteme de reglementare bine dezvoltate, cum ar fi calul și girafa, tind să aibă mai puțin somn REM decât speciile care sunt mai puțin dezvoltate la naștere, cum ar fi pisicile și șobolanii. Acest lucru pare să fie ecou al nevoii mai mari de somn REM în rândul nou-născuților decât în rândul adulților din majoritatea speciilor de mamifere. Multe mamifere dorm pentru o mare parte din fiecare perioadă de 24 de ore când sunt foarte tineri. Girafa doarme doar 2 ore pe zi în aproximativ 5-15 minute sesiuni. Koala sunt cele mai lungi mamifere de dormit, aproximativ 20-22 de ore pe zi. Cu toate acestea, balenele ucigașe și alți delfini nu dorm în prima lună de viață. În schimb, delfinii și balenele tinere se odihnesc frecvent apăsând corpul lângă mama lor în timp ce înoată. În timp ce mama înoată, își ține urmașii pe linia de plutire pentru a-i împiedica să se înece. Acest lucru permite tinerilor delfini și balene să se odihnească, ceea ce va ajuta la menținerea sănătății sistemului imunitar; la rândul lor, protejându-i de boli. În această perioadă, mamele sacrifică adesea somnul pentru a-și proteja tinerii de prădători. Cu toate acestea, spre deosebire de alte mamifere, delfinii adulți și balenele sunt capabili să meargă fără somn timp de o lună.
comparativ perioadele medii de somn pentru diferite mamifere (în captivitate) peste 24 de ore
- cai – 2 ore
- elefanți – 3+ ore
- vaci – 4,0 ore
- girafe – 4,5 ore
- oameni – 8,0 ore
- iepuri – 8.4 ore
- cimpanzeii – 9,7 ore
- vulpi roșii – 9,8 ore
- câini – 10,1 ore
- șoareci de casă – 12,5 ore
- pisici – 12,5 ore
- Lei – 13,5 ore
- Platypuses – 14 ore
- veverițe – 15 ore
- gigant armadillo – 18,1 ore
- lilieci mici maro – 19,9 ore
motivele date pentru variațiile largi includ faptul că mamiferele „care dorm în ascuns, cum ar fi liliecii sau rozătoarele tind să aibă amânări mai lungi și mai adânci decât cele aflate în alertă constantă.”Leii, care nu se tem de prădători, au, de asemenea, perioade de somn relativ lungi, în timp ce elefanții trebuie să mănânce de cele mai multe ori pentru a-și susține corpurile uriașe. Liliecii mici maro își conservă energia, cu excepția celor câteva ore în fiecare noapte când prada insectelor lor este disponibilă, iar ornitorincii mănâncă o dietă cu crustacee cu energie ridicată și, prin urmare, probabil că nu trebuie să petreacă la fel de mult timp treaz ca multe alte mamifere.
RodentsEdit
Un studiu realizat de Datta susține indirect ideea că memoria beneficiază de somn. A fost construită o cutie în care un singur șobolan se putea mișca liber de la un capăt la altul. Partea inferioară a cutiei era făcută dintr-un grătar de oțel. O lumină ar străluci în cutie însoțită de un sunet. După o întârziere de cinci secunde, se va aplica un șoc electric. Odată ce șocul a început, șobolanul s-a putut deplasa la celălalt capăt al cutiei, punând capăt șocului imediat. Șobolanul ar putea folosi, de asemenea, întârzierea de cinci secunde pentru a se deplasa la celălalt capăt al cutiei și pentru a evita șocul în întregime. Durata șocului nu a depășit niciodată cinci secunde. Acest lucru a fost repetat de 30 de ori pentru jumătate din șobolani. Cealaltă jumătate, grupul de control, a fost plasat în același studiu, dar șobolanii au fost șocați indiferent de reacția lor. După fiecare sesiune de antrenament, șobolanul ar fi plasat într-o cușcă de înregistrare timp de șase ore de înregistrări poligrafice. Acest proces a fost repetat timp de trei zile consecutive. În timpul sesiunii de înregistrare a somnului posttrial, șobolanii au petrecut 25.47% mai mult timp în somn REM după studiile de învățare decât după studiile de control.
o observație a studiului Datta este că grupul de învățare a petrecut cu 180% mai mult timp în SWS decât grupul de control în timpul sesiunii de înregistrare a somnului post-studiu. Acest studiu arată că, după activitatea de explorare spațială, modelele celulelor locului hipocampal sunt reactivate în timpul SWS în urma experimentului. Șobolanii au fost executați printr-o pistă liniară folosind recompense la fiecare capăt. Șobolanii ar fi apoi plasați pe pistă timp de 30 de minute pentru a le permite să se adapteze (PRE), apoi au rulat pista cu antrenament bazat pe recompensă timp de 30 de minute (alergare) și apoi li s-a permis să se odihnească timp de 30 de minute.
în fiecare dintre aceste trei perioade, datele EEG au fost colectate pentru informații despre stadiile de somn ale șobolanilor. Ratele medii de ardere a celulelor hipocampale în timpul SWS prebehavior (PRE) și trei intervale de zece minute în SWS POSTBEHAVIOR (POST) au fost calculate prin media pe 22 de sesiuni de alergare pe pistă de la șapte șobolani. Rezultatele au arătat că, la zece minute după sesiunea de testare, a existat o creștere cu 12% a ratei medii de ardere a celulelor hipocampale de la nivelul PRE. După 20 de minute, rata medie de ardere a revenit rapid spre nivelul PRE. Arderea crescută a celulelor locului hipocampal în timpul SWS după explorarea spațială ar putea explica de ce au existat niveluri ridicate de somn cu unde lente în studiul Datta, deoarece s-a ocupat și de o formă de explorare spațială.
la șobolani, privarea de somn determină pierderea în greutate și reducerea temperaturii corpului. Șobolanii ținuți treji la nesfârșit dezvoltă leziuni ale pielii, hiperfagie, pierderea masei corporale, hipotermie și, în cele din urmă, sepsis fatal. Privarea de somn împiedică, de asemenea, vindecarea arsurilor la șobolani. În comparație cu un grup de control, testele de sânge ale șobolanilor lipsiți de somn au indicat o scădere cu 20% a numărului de celule albe din sânge, o schimbare semnificativă a sistemului imunitar.
Un studiu din 2014 a constatat că privarea șoarecilor de somn a crescut creșterea cancerului și a atenuat capacitatea sistemului imunitar de a controla cancerele. Cercetătorii au descoperit niveluri mai ridicate de macrofage asociate tumorii m2 și molecule TLR4 la șoarecii lipsiți de somn și au propus acest lucru ca mecanism pentru creșterea susceptibilității șoarecilor la creșterea cancerului. Celulele M2 suprimă sistemul imunitar și încurajează creșterea tumorii. Moleculele TRL4 sunt molecule de semnalizare în activarea sistemului imunitar.
MonotremesEdit
deoarece monotremele (mamiferele ouătoare) sunt considerate a reprezenta unul dintre cele mai vechi grupuri de mamifere evolutiv, acestea au fost supuse unui interes special în studiul somnului mamiferelor. Deoarece studiile timpurii ale acestor animale nu au putut găsi dovezi clare pentru somnul REM, s-a presupus inițial că un astfel de somn nu exista în monotreme, ci s-a dezvoltat după ce monotremele s-au ramificat de restul liniei evolutive a mamiferelor și au devenit un grup separat, distinct. Cu toate acestea, înregistrările EEG ale tulpinii creierului în monotreme arată un model de ardere care este destul de similar cu modelele observate în somnul REM la mamiferele superioare. De fapt, cea mai mare cantitate de somn REM cunoscută la orice animal se găsește în ornitorinc. Activarea electrică REM nu se extinde deloc la creierul anterior din platypods, sugerând că nu visează. Timpul mediu de somn al ornitorincului într-o perioadă de 24 de ore se spune că este de până la 14 ore, deși acest lucru se poate datora dietei lor bogate în calorii cu crustacee.
Mamifere Acvaticeedit
consecințele căderii într-un somn profund pentru speciile de mamifere marine pot fi sufocarea și înecul sau devin pradă ușoară pentru prădători. Astfel, delfinii, balenele și pinipedele (sigiliile) se angajează în somn unihemisferic în timp ce înoată, ceea ce permite unei emisfere cerebrale să rămână pe deplin funcțională, în timp ce cealaltă merge la culcare. Emisfera adormită se alternează, astfel încât ambele emisfere să poată fi complet odihnite. La fel ca mamiferele terestre, pinipedele care dorm pe uscat cad într-un somn profund și ambele emisfere ale creierului lor se închid și sunt în modul de somn complet. Sugarii de mamifere acvatice nu au somn REM în copilărie; somnul REM crește pe măsură ce îmbătrânesc.printre altele, focile și balenele aparțin mamiferelor acvatice. Sigiliile fără urechi și sigiliile cu urechi au rezolvat problema somnului în apă prin două metode diferite. Sigiliile cu urechi, ca și balenele, arată somn unihemisferic. Jumătatea adormită a creierului nu se trezește atunci când iese la suprafață pentru a respira. Când o jumătate din creierul unei foci arată un somn cu unde lente, înotătoarele și mustățile de pe partea opusă sunt imobile. În timp ce se află în apă, aceste sigilii nu au aproape nici un somn REM și pot merge o săptămână sau două fără ea. De îndată ce se deplasează pe uscat, trec la somnul REM bilateral și somnul NREM comparabil cu mamiferele terestre, surprinzând cercetătorii cu lipsa lor de „somn de recuperare” după ce au lipsit atât de mult REM.
somnul REM a fost observat la balena pilot, o specie de delfin. Balenele nu par să aibă somn REM și nici nu par să aibă probleme din această cauză. Un motiv pentru care somnul REM ar putea fi dificil în mediul marin este faptul că somnul REM provoacă atonie musculară; adică, o paralizie funcțională a mușchilor scheletici care poate fi dificil de combinat cu nevoia de a respira regulat.
cetaceele cu respirație conștientă dorm, dar nu își pot permite să fie inconștiente mult timp, deoarece se pot îneca. În timp ce cunoașterea somnului în cetaceele sălbatice este limitată, cetaceele dințate în captivitate au fost înregistrate pentru a prezenta unihemispheric somn cu unde lente (USWS), ceea ce înseamnă că dorm cu o parte a creierului la un moment dat, astfel încât să poată înota, respira conștient și să evite atât prădătorii, cât și contactul social în timpul perioadei de odihnă.