däggdjur har stor mångfald i sömnfenomen. Generellt går de igenom perioder med alternerande icke-REM-och REM-sömn, men dessa manifesterar sig annorlunda. Hästar och andra växtätande hovdjur kan sova stående, men måste nödvändigtvis ligga ner för REM-sömn (vilket orsakar muskulär atoni) under korta perioder. Giraffer behöver till exempel bara ligga ner för REM-sömn i några minuter åt gången. Fladdermöss sover medan de hänger upp och ner. Manliga armadillos får erektioner under icke-REM-sömn, och det omvända är sant hos råttor. Tidiga däggdjur engagerade i polyfasisk sömn, dela sömn i flera anfall per dag. Högre dagliga sömnkvoter och kortare sömncykler hos polyfasiska arter jämfört med monofasiska arter, föreslår att polyfasisk sömn kan vara ett mindre effektivt sätt att uppnå sömnens fördelar. Små arter med högre BMR kan därför ha mindre effektiva sömnmönster. Av detta följer att utvecklingen av monofasisk sömn hittills kan vara en okänd fördel med att utveckla större däggdjursstorlekar och därmed sänka BMR.sömn anses ibland hjälpa till att spara energi, även om denna teori inte är helt tillräcklig eftersom den bara minskar ämnesomsättningen med cirka 5-10%. Dessutom observeras att Däggdjur kräver sömn även under det hypometaboliska tillståndet av viloläge, under vilka omständigheter det faktiskt är en nettoförlust av energi när djuret återvänder från hypotermi till euthermi för att sova.
nattliga djur har högre kroppstemperaturer, större aktivitet, stigande serotonin och minskande kortisol under natten—inversen av dagliga djur. Nattliga och dagliga djur har båda ökat elektrisk aktivitet i den suprachiasmatiska kärnan och motsvarande utsöndring av melatonin från tallkörteln på natten. Nattliga däggdjur, som tenderar att hålla sig vakna på natten, har högre melatonin på natten precis som dagliga däggdjur gör. Och även om avlägsnande av tallkottkörteln hos många djur avskaffar melatoninrytmer, stoppar det inte dygnsrytmen helt och hållet-även om det kan förändra dem och försvaga deras lyhördhet för lätta signaler. Kortisolnivåerna hos dagliga djur stiger vanligtvis hela natten, toppar i uppvakningstimmarna och minskar under dagen. Hos dagliga djur ökar sömnigheten under natten.
DurationEdit
olika däggdjur sover olika mängder. Vissa, som fladdermöss, sover 18-20 timmar per dag, medan andra, inklusive giraffer, sover bara 3-4 timmar per dag. Det kan finnas stora skillnader även mellan närbesläktade arter. Det kan också finnas skillnader mellan laboratorie-och fältstudier: till exempel rapporterade forskare 1983 att fångna sengångare sov nästan 16 timmar om dagen, men 2008, när miniatyr neurofysiologiska inspelare utvecklades som kunde fästas på vilda djur, visade sig sengångare i naturen bara sova 9,6 timmar om dagen.
som med fåglar är huvudregeln för däggdjur (med vissa undantag, se nedan) att de har två väsentligen olika stadier av sömn: REM och NREM-sömn (se ovan). Däggdjurs matvanor är förknippade med deras sömnlängd. Det dagliga behovet av sömn är högst hos köttätare, lägre i allätare och lägst i växtätare. Människor sover mindre än många andra allätare men annars inte ovanligt mycket eller ovanligt lite i jämförelse med andra däggdjur.
många växtätare, som Ruminantia (som nötkreatur), spenderar mycket av sin vakna tid i ett tillstånd av sömnighet, vilket kanske delvis kan förklara deras relativt låga sömnbehov. I växtätare är en omvänd korrelation uppenbar mellan kroppsmassa och sömnlängd; stora däggdjur sover mindre än mindre. Denna korrelation tros förklara cirka 25% av skillnaden i sömnmängd mellan olika däggdjur. Längden på en viss sömncykel är också förknippad med djurets storlek; i genomsnitt kommer större djur att ha sömncykler med längre varaktighet än mindre djur. Sömnmängden är också kopplad till faktorer som basal metabolism, hjärnmassa och relativ hjärnmassa. Sömnens varaktighet bland arter är också direkt relaterad till basal metabolisk hastighet (BMR). Råttor, som har en hög BMR, sover i upp till 14 timmar om dagen, medan elefanter och giraffer, som har lägre BMR, sover bara 2-4 timmar per dag.
det har föreslagits att däggdjursarter som investerar i längre sömntider investerar i immunsystemet, eftersom arter med längre sömntider har högre antal vita blodkroppar. Däggdjur födda med välutvecklade regleringssystem, som häst och giraff, tenderar att ha mindre REM-sömn än de arter som är mindre utvecklade vid födseln, såsom katter och råttor. Detta verkar upprepa det större behovet av REM-sömn bland nyfödda än bland vuxna i de flesta däggdjursarter. Många däggdjur sover under en stor del av varje 24-timmarsperiod när de är mycket unga. Giraffen sover bara 2 timmar om dagen på cirka 5-15 minuters sessioner. Koalas är de längsta sovande däggdjuren, cirka 20-22 timmar om dagen. Mördarevalar och några andra delfiner sover dock inte under den första månaden av livet. Istället tar unga delfiner och valar ofta vila genom att trycka på kroppen bredvid sin mors medan hon simmar. När mamman simmar håller hon sina avkommor flytande för att förhindra att de drunknar. Detta gör det möjligt för unga delfiner och valar att vila, vilket hjälper till att hålla immunsystemet friskt; i sin tur skydda dem från sjukdomar. Under denna period offrar mödrar ofta sömn för att skydda sina unga från rovdjur. Men till skillnad från andra däggdjur kan vuxna delfiner och valar gå utan sömn i en månad.
jämförande genomsnittliga sömnperioder för olika däggdjur (i fångenskap) över 24 timmar
- hästar – 2 timmar
- elefanter – 3+ timmar
- kor – 4,0 timmar
- giraffer – 4,5 timmar
- människor – 8,0 timmar
- kaniner – 8.4 timmar
- schimpanser – 9,7 timmar
- röda rävar – 9,8 timmar
- hundar – 10,1 timmar
- husmöss – 12,5 timmar
- katter – 12,5 timmar
- Lions – 13,5 timmar
- Platypuses – 14 timmar
- Chipmunks – 15 timmar
- Jätte armadillos – 18.1 timmar
- Little Brown bats – 19.9 timmar
skäl som ges för de stora variationerna inkluderar det faktum att däggdjur ”den tupplur som gömmer sig, som fladdermöss eller gnagare tenderar att ha längre, djupare snoozes än de som är i ständig varning.”Lejon, som har liten rädsla för rovdjur, har också relativt långa sömnperioder, medan elefanter måste äta för det mesta för att stödja sina enorma kroppar. Små bruna fladdermöss sparar sin energi förutom de få timmarna varje natt när deras insektsbyte är tillgängliga, och platypuses äter en kräftdjur med hög energi och behöver därför förmodligen inte spendera så mycket tid vaken som många andra däggdjur.
RodentsEdit
en studie utförd av Datta stöder indirekt tanken att minnet drar nytta av sömn. En låda konstruerades där en enda råtta kunde röra sig fritt från ena änden till den andra. Lådans botten var gjord av ett stålgaller. Ett ljus skulle lysa i lådan tillsammans med ett ljud. Efter en fem sekunders fördröjning skulle en elektrisk stöt appliceras. När chocken började kunde råttan flytta till den andra änden av lådan och avsluta chocken omedelbart. Råttan kan också använda fem sekunders fördröjning för att flytta till den andra änden av lådan och undvika chocken helt. Chockens längd översteg aldrig fem sekunder. Detta upprepades 30 gånger för hälften av råttorna. Den andra hälften, kontrollgruppen, placerades i samma försök, men råttorna blev chockade oavsett deras reaktion. Efter varje träningspass skulle råttan placeras i en inspelningsbur i sex timmars polygrafiska inspelningar. Denna process upprepades i tre på varandra följande dagar. Under posttrial sömninspelningssessionen spenderade råttor 25.47% mer tid i REM-sömn efter inlärningsförsök än efter kontrollförsök.
en observation av Datta-studien är att inlärningsgruppen tillbringade 180% mer tid i SWS än kontrollgruppen under sömninspelningssessionen efter rättegången. Denna studie visar att efter rumslig utforskningsaktivitet återaktiveras mönster av hippocampala platsceller under SWS efter experimentet. Råttor kördes genom ett linjärt spår med belöningar i vardera änden. Råttorna skulle sedan placeras i spåret i 30 minuter för att låta dem justera (PRE), sedan sprang de spåret med belöningsbaserad träning i 30 minuter (springa) och sedan fick de vila i 30 minuter.
under var och en av dessa tre perioder samlades EEG-data in för information om råttornas sömnstadier. De genomsnittliga avfyrningshastigheterna för hippocampala placeringsceller under PREBEHAVIOR SWS (PRE) och tre tio minuters intervall i POSTBEHAVIOR SWS (POST) beräknades genom genomsnitt över 22 spårkörningssessioner från sju råttor. Resultaten visade att tio minuter efter provkörningen var det en 12% ökning av den genomsnittliga avfyrningshastigheten för hippocampala platsceller från pre-nivån. Efter 20 minuter återvände den genomsnittliga avfyrningshastigheten snabbt mot Pre-nivån. Den förhöjda avfyrningen av hippocampala platsceller under SWS efter rumslig utforskning kan förklara varför det fanns förhöjda nivåer av långsam vågsömn i Dattas studie, eftersom det också handlade om en form av rumslig utforskning.
hos råttor orsakar sömnbrist viktminskning och minskad kroppstemperatur. Råttor som hålls vakna på obestämd tid utvecklar hudskador, hyperfagi, förlust av kroppsmassa, hypotermi och så småningom dödlig sepsis. Sömnbrist hindrar också läkning av brännskador på råttor. Jämfört med en kontrollgrupp indikerade sömnberövade råttors blodprov en minskning av antalet vita blodkroppar med 20%, en signifikant förändring i immunsystemet.
en studie från 2014 visade att beröva möss av sömn ökade cancertillväxten och dämpade immunsystemets förmåga att kontrollera cancer. Forskarna fann högre nivåer av M2-tumörassocierade makrofager och TLR4-molekyler i de sömnberövade mössen och föreslog detta som mekanismen för ökad mottaglighet för mössen för cancertillväxt. M2-celler undertrycker immunsystemet och uppmuntrar tumörtillväxt. TRL4-molekyler signalerar molekyler i aktiveringen av immunsystemet.
MonotremesEdit
eftersom monotremer (äggläggande däggdjur) anses utgöra en av de evolutionärt äldsta grupperna av däggdjur, har de varit föremål för särskilt intresse för studier av däggdjurssömn. Eftersom tidiga studier av dessa djur inte kunde hitta tydliga bevis för REM-sömn, antogs det ursprungligen att sådan sömn inte existerade i monotremer, men utvecklades efter att monotremerna förgrenades från resten av däggdjurets evolutionära linje och blev en separat, distinkt grupp. EEG-inspelningar av hjärnstammen i monotremer visar emellertid ett skjutmönster som är ganska lik de mönster som ses i REM-sömn hos högre däggdjur. Faktum är att den största mängden REM-sömn som är känd hos något djur finns i platypusen. REM elektrisk aktivering sträcker sig inte alls till framhjärnan i platypods, vilket tyder på att de inte drömmer. Den genomsnittliga sömntiden för platypus i en 24-timmarsperiod sägs vara så lång som 14 timmar, även om detta kan bero på deras kräftdjur med hög kalori.
Aquatic mammalsEdit
konsekvenserna av att falla i en djup sömn för marina däggdjursarter kan vara kvävning och drunkning eller bli lätt byte för rovdjur. Således deltar delfiner, valar och pinnipeds (sälar) i unihemispheric sömn medan de simmar, vilket gör att en hjärnhalva kan förbli fullt fungerande, medan den andra går och lägger sig. Halvklotet som sover växlar, så att båda halvkärmarna kan vara helt vilade. Precis som markbundna däggdjur faller pinnipeds som sover på land i en djup sömn och båda hjärnhalvorna i hjärnan stängs av och är i full viloläge. Akvatiska däggdjursbarn har inte REM-sömn i spädbarn; REM-sömn ökar när de åldras.
bland annat hör sälar och valar till vattenlevande däggdjur. Öronlösa tätningar och örontätningar har löst problemet med att sova i vatten via två olika metoder. Eared sälar, som valar, visar unihemispheric sömn. Den sovande halvan av hjärnan vaknar inte när de dyker upp för att andas. När hälften av en säl hjärna visar långsam våg sömn, flippers och morrhår på sin motsatta sida är orörliga. I vattnet har dessa sälar nästan ingen REM-sömn och kan gå en vecka eller två utan den. Så snart de flyttar till land byter de till bilateral REM-sömn och NREM-sömn jämförbar med landdäggdjur, överraskande forskare med sin brist på ”återhämtningsöm” efter att ha missat så mycket REM.
öronlösa sälar sover bihemisfäriskt som de flesta däggdjur, under vatten, hängande vid vattenytan eller på land. De håller andan medan de sover under vatten och vaknar regelbundet till ytan och andas. De kan också hänga med näsborrarna över vattnet och i den positionen har REM-sömn, men de har inte REM-sömn under vattnet.
REM-sömn har observerats i pilotvalen, en delfinart. Valar verkar inte ha REM-sömn, och de verkar inte ha några problem på grund av detta. En anledning REM-sömn kan vara svårt i marina miljöer är det faktum att REM-sömn orsakar muskulös atoni; det vill säga en funktionell förlamning av skelettmuskler som kan vara svår att kombinera med behovet av att andas regelbundet.
medvetna andningsvalar sover men har inte råd att vara medvetslösa länge, eftersom de kan drunkna. Medan kunskap om sömn i vilda valar är begränsad, har tandade valar i fångenskap registrerats för att uppvisa unihemispheric slow-wave sleep (USWS), vilket innebär att de sover med ena sidan av hjärnan åt gången, så att de kan simma, andas medvetet och undvika både rovdjur och social kontakt under sin viloperiod.