Dormiți la animale - Sleep in animals
Somnul la animale se referă la o stare comportamentală și fiziologică caracterizată prin modificarea conștiinței, reacția redusă la stimulii externi și reglarea homeostatică observată la diferite animale. Somnul a fost observat la mamifere, păsări, reptile, amfibieni și unii pești și, într-o anumită formă, la insecte și chiar la animale mai simple, cum ar fi nematodele . Ceasul circadian intern promovează somnul noaptea pentru organismele diurne (cum ar fi oamenii) și în timpul zilei pentru organismele nocturne (cum ar fi rozătoarele). Modelele de somn variază foarte mult între specii. Se pare că este o cerință pentru toate mamiferele și majoritatea celorlalte animale.
Definiție
| Parte dintr-o serie pe |
| Adormirea animalelor |
|---|
 |
Somnul poate urma o definiție fiziologică sau comportamentală . În sens fiziologic, somnul este o stare caracterizată prin inconștiență reversibilă, modele speciale de undă cerebrală , mișcare sporadică a ochilor, pierderea tonusului muscular (posibil cu unele excepții; vezi mai jos cu privire la somnul păsărilor și al mamiferelor acvatice) și o creștere compensatorie după privarea de stare, aceasta ultima cunoscută sub numele de homeostazie a somnului (adică, cu cât durează mai mult o stare de veghe, cu atât mai mare este intensitatea și durata stării de somn după aceea). În sens comportamental, somnul se caracterizează prin mișcare minimă, lipsa de reacție la stimuli externi (adică prag senzorial crescut ), adoptarea unei posturi tipice și ocuparea unui loc protejat, toate acestea fiind repetate de obicei pe 24- baza orei. Definiția fiziologică se aplică bine păsărilor și mamiferelor, dar la alte animale (al căror creier nu este la fel de complex), definiția comportamentală este mai des utilizată. La animalele foarte simple, definițiile comportamentale ale somnului sunt singurele posibile și chiar și atunci repertoriul comportamental al animalului poate să nu fie suficient de extins pentru a permite distincția dintre somn și veghe. Somnul este rapid reversibil, spre deosebire de hibernare sau comă , iar privarea de somn este urmată de un somn de revenire mai lung sau mai profund.
Necesitate
Dacă somnul nu ar fi esențial, ne-am aștepta să găsim:
- Specii de animale care nu dorm deloc
- Animalele care nu au nevoie de somn de recuperare după ce au stat treji mai mult decât de obicei
- Animale care nu suferă consecințe grave ca urmare a lipsei de somn
În afara câtorva animale bazale care nu au creier sau unul foarte simplu, nu au fost găsite până acum animale care să satisfacă oricare dintre aceste criterii. În timp ce unele soiuri de rechini, cum ar fi albii mari și capetele de ciocan, trebuie să rămână în mișcare în permanență pentru a muta apa oxigenată peste branhii, este posibil să dormă încă o emisferă cerebrală, la fel ca mamiferele marine. Cu toate acestea, rămâne de demonstrat definitiv dacă vreun pește este capabil de somn unihemisferic .
Nevertebrate
Somnul ca fenomen pare să aibă rădăcini evolutive foarte vechi. Organismele unicelulare nu „dorm” neapărat, deși multe dintre ele au ritmuri circadiene pronunțate. Medusa Cassiopea este printre cele mai primitive organisme în care au fost observate stări asemănătoare somnului. Observarea stărilor de somn la meduze oferă dovezi că stările de somn nu necesită ca un animal să aibă creierul sau sistemul nervos central. The nematoda C. elegans este un alt organism primitiv , care pare să necesite somn. Aici, o fază letargă apare în perioade scurte premergătoare fiecărei năpârliri , fapt care poate indica faptul că somnul este conectat primitiv la procesele de dezvoltare. Raizen și colab. Rezultatele sugerează, de asemenea, că somnul este necesar pentru modificări ale sistemului neuronal.
Studiul electrofiziologic al somnului la nevertebratele mici este complicat. Insectele trec prin ritmuri de activitate și pasivitate circadiene, dar unele nu par să aibă nevoie de somn homeostatic. Insectele nu par să prezinte somn REM. Cu toate acestea, muștele fructelor par să doarmă, iar perturbarea sistematică a stării respective duce la dizabilități cognitive . Există mai multe metode de măsurare a funcțiilor cognitive la muștele fructelor. O metodă obișnuită este de a lăsa muștele să aleagă dacă doresc să zboare printr-un tunel care duce la o sursă de lumină sau printr-un tunel întunecat. În mod normal, muștele sunt atrase de lumină. Dar dacă zahărul este plasat în capătul tunelului întunecat și ceva ce nu-i place muștelor este plasat în capătul tunelului luminos, muștele vor învăța în cele din urmă să zboare spre întuneric, mai degrabă decât spre lumină. Muștele private de somn necesită un timp mai îndelungat pentru a afla acest lucru și, de asemenea, îl uită mai repede. Dacă un artropod este ținut treaz experimental mai mult decât era obișnuit, atunci perioada următoare de odihnă va fi prelungită. La gândaci acea perioadă de odihnă se caracterizează prin faptul că antenele sunt pliate în jos și printr-o sensibilitate scăzută la stimulii externi. Somnul a fost descris și la raci , caracterizați prin pasivitate și praguri crescute pentru stimulii senzoriali, precum și modificări ale modelului EEG , diferind semnificativ de modelele găsite la raci atunci când sunt treaz. La albinele de miere s-a demonstrat că folosesc somnul pentru a stoca amintiri pe termen lung.
Peşte
Somnul la pește face obiectul cercetărilor științifice actuale. De obicei, peștii prezintă perioade de inactivitate, dar nu prezintă reacții semnificative la privarea de această afecțiune. Unele specii care trăiesc întotdeauna în bancuri sau care înoată continuu (de exemplu, din cauza nevoii de ventilație a ramurilor de branhii, de exemplu) sunt suspectate că nu vor dormi niciodată. Există, de asemenea, îndoieli cu privire la anumite specii oarbe care trăiesc în peșteri . Cu toate acestea, alți pești par să doarmă. De exemplu, peștele zebră , tilapia , tenca , capul de taur maro și rechinul umflat devin nemișcați și nu răspund noaptea (sau ziua, în cazul rechinului umflat); Hogfish-ul spaniol și capul albastru pot fi ridicate cu mâna până la suprafață fără a provoca un răspuns. Un studiu observațional din 1961 a aproximativ 200 de specii din acvariile publice europene a raportat multe cazuri de somn aparent. Pe de altă parte, modelele de somn sunt ușor de întrerupt și pot chiar să dispară în perioadele de migrație, reproducere și îngrijirea părinților.
Vertebrate terestre
Mamiferele, păsările și reptilele au evoluat din strămoșii amniotici, primele vertebrate cu cicluri de viață independente de apă. Faptul că păsările și mamiferele sunt singurele animale cunoscute care prezintă somn REM și NREM indică o trăsătură comună înainte de divergență. Cu toate acestea, dovezile recente ale somnului REM la pești sugerează că această divergență ar fi putut să aibă loc mult mai devreme decât se credea anterior. Până în acest moment, reptilele au fost considerate cel mai logic grup pentru a investiga originile somnului. Activitatea din timpul zilei la reptile alternează între basking și scurte perioade de comportament activ, care are asemănări neurologice și fiziologice semnificative cu stările de somn la mamifere. Se propune că somnul REM a evoluat din scurte perioade de activitate motorie la reptile, în timp ce Somnul cu undă lentă (SWS) a evoluat din starea lor de basking, care prezintă modele EEG similare cu unde lente.
Reptile și amfibieni
Reptilele au perioade de repaus similare somnului la mamifere și s-a înregistrat o scădere a activității electrice din creier când animalele au dormit. Cu toate acestea, modelul EEG în somnul reptilian diferă de ceea ce se observă la mamifere și alte animale. La reptile, timpul de somn crește după lipsa de somn și sunt necesari stimuli mai puternici pentru a trezi animalele atunci când au fost private de somn în comparație cu când au dormit normal. Acest lucru sugerează că somnul care urmează privării este compensatoriu mai profund.
În 2016, un studiu a raportat existența etapelor de somn REM și NREM în dragonul australian Pogona vitticeps . Amfibienii au perioade de inactivitate, dar prezintă o vigilență ridicată (receptivitate la stimuli potențial amenințător) în această stare.
Păsări
Există asemănări semnificative între somnul la păsări și somnul la mamifere, care este unul dintre motivele ideii că somnul la animale superioare, cu divizarea sa în somn REM și NREM, a evoluat împreună cu sângele cald . Păsările compensează pierderea somnului într-un mod similar cu mamiferele, printr -un somn mai profund sau mai intens cu undă lentă (SWS).
Păsările au atât somn REM, cât și NREM, iar modelele EEG ale ambelor au similitudini cu cele ale mamiferelor. Diferite păsări dorm în cantități diferite, dar asociațiile observate la mamifere între somn și variabile precum masa corporală, masa creierului, masa relativă a creierului, metabolismul bazal și alți factori (a se vedea mai jos) nu se găsesc la păsări. Singurul factor explicativ clar pentru variațiile cantităților de somn pentru păsările din diferite specii este că păsările care dorm în medii în care sunt expuse prădătorilor au un somn mai puțin profund decât păsările care dorm în medii mai protejate.
Păsările nu prezintă neapărat datorii legate de somn, dar o particularitate pe care păsările o împărtășesc cu mamiferele acvatice și, eventual, cu anumite specii de șopârle (opiniile diferă despre acest ultim punct), este capacitatea de somn unihemisferic. Aceasta este abilitatea de a dormi cu o emisferă cerebrală la un moment dat, în timp ce cealaltă emisferă este trează (somn unihemisferic cu undă lentă ). Când doar o emisferă doarme, doar ochiul contralateral va fi închis; adică, când emisfera dreaptă doarme, ochiul stâng va fi închis și invers. Distribuția somnului între cele două emisfere și cantitatea de somn unihemisferic sunt determinate atât de ce parte a creierului a fost cea mai activă în perioada anterioară de trezire - acea parte va dormi cel mai adânc - și este, de asemenea, determinată de risc de atacuri ale prădătorilor. Rațele din apropierea perimetrului turmei sunt probabil cele care vor detecta mai întâi atacurile prădătorilor. Aceste rațe au un somn mult mai unihemisferic decât cei care dorm în mijlocul turmei și reacționează la stimuli amenințători văzuți de ochiul deschis.
Opiniile diferă parțial despre somnul la păsările migratoare . Controversa se referă în principal la faptul dacă pot dormi în timp ce zboară sau nu. Teoretic, anumite tipuri de somn ar putea fi posibile în timpul zborului, dar dificultățile tehnice împiedică înregistrarea activității creierului la păsări în timp ce zboară.
Mamifere
.jpg)
Mamiferele au o mare diversitate în fenomenele de somn. În general, trec prin perioade de somn alternativ non-REM și REM, dar acestea se manifestă diferit. Caii și alte ungulate erbivore pot dormi în picioare, dar trebuie neapărat să se întindă pentru somn REM (care provoacă atonie musculară) pentru perioade scurte. Girafele, de exemplu, trebuie să se întindă doar pentru somn REM câteva minute la rând. Liliecii dorm în timp ce atârnă cu susul în jos. Armadelele masculine fac erecții în timpul somnului non-REM, iar inversul este adevărat la șobolani. Primele mamifere s-au angajat în somn polifazic, împărțind somnul în mai multe crize pe zi. Cote zilnice mai mari de somn și cicluri 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 o rată metabolică bazală mai mare (BMR) 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, a BMR mai scăzut.
Uneori se crede că somnul ajută 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 eutermie pentru a dormi.
Animalele nocturne au temperaturi corporale mai ridicate, o activitate mai mare, creșterea serotoninei și diminuarea cortizolului în timpul nopții - inversul animalelor diurne. Animalele nocturne și diurne au ambele activități electrice crescute în nucleul suprachiasmatic și secreția corespunzătoare de melatonină din glanda pineală, noaptea. Mamiferele nocturne, care au tendința de a rămâne treji noaptea, au melatonină mai mare noaptea la fel ca mamiferele diurne. Și, deși îndepărtarea glandei pineale la multe animale elimină ritmurile melatoninei, nu oprește cu totul ritmurile circadiene - deși le poate modifica și le poate slăbi capacitatea de reacție la indicii luminoase. Nivelurile de cortizol la animalele diurne cresc de obicei pe tot parcursul nopții, ating vârful în orele de trezire și scad în timpul zilei. La animalele diurne , somnolența crește în timpul nopții.
Durată
Diferite mamifere dorm în cantități diferite. Unele, cum ar fi liliecii , dorm 18-20 de ore pe zi, în timp ce altele, inclusiv girafele , dorm doar 3-4 ore pe zi. Pot exista diferențe mari chiar și între speciile înrudite. Pot exista, de asemenea, diferențe între studii de laborator și studii de teren: de exemplu, cercetătorii din 1983 au raportat că leneșii captivi dormeau aproape 16 ore pe zi, dar în 2008, când au fost dezvoltate înregistratoare neurofiziologice miniaturale care ar putea fi atașate animalelor sălbatice, leneșii în natură erau a constatat că doarme 9,6 ore pe zi.
Ca și în cazul păsărilor, principala regulă pentru mamifere (cu anumite excepții, a se vedea mai jos) este că acestea au două etape esențial diferite de somn: somnul REM și NREM (a se vedea mai sus). Obiceiurile de hrănire ale mamiferelor sunt asociate cu durata lor de somn. Nevoia zilnică de somn este cea mai mare la carnivore , mai mică la omnivore și 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.
Mulți erbivori, cum ar fi Ruminantia (cum ar fi vitele), își petrec o mare parte din timpul de veghe într-o stare de somnolență, ceea ce poate 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 somn între diferitele mamifere. De asemenea, lungimea unui anumit ciclu de somn este asociată cu dimensiunea animalului; în medie, animalele mai mari vor avea cicluri de somn de durată mai lungă decât animalele mai mici. Cantitatea de somn este, de asemenea, cuplată cu factori precum metabolismul bazal , masa creierului și masa relativă a creierului. Durata somnului între specii este, de asemenea, direct legată de 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 mari de somn investesc în sistemul imunitar, deoarece speciile cu perioade mai mari 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 un somn REM mai mic decât speciile care sunt mai puțin dezvoltate la naștere, cum ar fi pisicile și șobolanii. Acest lucru pare să reflecte nevoia mai mare de somn REM în rândul nou-născuților decât în rândul adulților din majoritatea speciilor de mamifere. Multe mamifere dorm o proporție mare din fiecare perioadă de 24 de ore când sunt foarte tineri. Girafa doarme 2 ore pe zi în ședințe de aproximativ 5-15 minute. Koalele sunt cele mai lungi mamifere adormite, 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 apăsându-și corpul lângă mama lor în timp ce înoată. În timp ce mama înoată, își menține descendenții 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 lor imunitar; la rândul său, protejându-i de boli. În această perioadă, mamele sacrifică adesea somnul pentru a-și proteja puii de prădători. Cu toate acestea, spre deosebire de alte mamifere, delfinii și balenele adulte pot rămâne fără somn timp de o lună.
- Perioadele medii de somn comparative pentru diferite mamifere (în captivitate) de peste 24 de ore
- Cai - 2 ore
- Elefanți - peste 3 ore
- Vaci - 4,0 ore
- Girafe - 4,5 ore
- Oameni - 8,0 ore
- Iepuri - 8,4 ore
- Cimpanzeii - 9,7 ore
- Vulpile roșii - 9,8 ore
- Câini - 10,1 ore
- Tigrii - 15,8 ore
- Șoareci de casă - 12,5 ore
- Pisici - 12,5 ore
- Leii - 13,5 ore
- Ornitorinci - 14 ore
- Chipmunks - 15 ore
- Armadillo uriaș - 18,1 ore
- Leopards - 18 ore pe zi
- Lilieci maronii - 19,9 ore
Motivele oferite 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 profunde decât cele aflate în alertă constantă”. Leii, care se tem puțin de prădători, au și perioade de somn relativ lungi, în timp ce elefanții trebuie să mănânce de cele mai multe ori pentru a-și susține corpurile uriașe. Liliecii maronii mici își păstrează energia, cu excepția celor câteva ore din fiecare noapte, când sunt disponibile prada insectelor, iar ornitorincii mănâncă o dietă de crustacee cu energie ridicată și, prin urmare, probabil că nu au nevoie să petreacă atât de mult timp treaz ca mulți alți mamiferi.
Rozătoarele
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 deplasa liber de la un capăt la altul. Partea de jos a cutiei era realizată dintr-un grătar de oțel. O lumină ar străluci în cutie însoțită de un sunet. După o întârziere de cinci secunde, ar fi aplicat un șoc electric. Odată ce șocul a început, șobolanul s-ar putea 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 de șobolani. Cealaltă jumătate, grupul de control, a fost plasat în același proces, dar șobolanii au fost șocați indiferent de reacția lor. După fiecare dintre sesiunile 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 cu 25,47% mai mult timp în somnul REM după studii de învățare decât după studii de control.
O observație a studiului Datta este că grupul de învățare a petrecut cu 180% mai mult timp în SWS decât a făcut grupul de control în timpul sesiunii de înregistrare a somnului post-proces. Acest studiu arată că după activitatea de explorare spațială, modelele celulelor locului hipocampului sunt reactivate în timpul SWS în urma experimentului. Șobolanii au fost parcurși printr-o linie liniară folosind recompense la ambele capete. Șobolanii ar fi apoi așezați pe pistă timp de 30 de minute pentru a le permite să se adapteze (PRE), apoi au rulat pista cu antrenament bazat pe recompense timp de 30 de minute (RUN), iar 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 cu privire la stadiile de somn ale șobolanilor. Ratele medii de tragere a celulelor locului hipocampic în timpul SWS de pre-comportament (PRE) și trei intervale de zece minute în SWS de post-comportament (POST) au fost calculate prin media pe 22 de sesiuni de rulare de la șapte șobolani. Rezultatele au arătat că, la zece minute după sesiunea RUN a testului, a existat o creștere cu 12% a ratei medii de ardere a celulelor locului hipocampic de la nivelul PRE. După 20 de minute, rata medie de tragere a revenit rapid către nivelul PRE. Arderea crescută a celulelor locului hipocampic în timpul SWS după explorarea spațială ar putea explica de ce au existat niveluri ridicate de somn cu undă lentă în studiul lui Datta, deoarece s-a ocupat și de o formă de explorare spațială.
La șobolani, privarea de somn cauzează pierderea în greutate și temperatura corporală redusă. Șobolanii ținute treaz dezvoltă pe termen nelimitat 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. Comparativ cu un grup de control , testele de sânge ale șobolanilor lipsiți de somn au indicat o scădere cu 20% a numărului de globule albe din sânge , o schimbare semnificativă a sistemului imunitar.
La șoareci, privarea de somn cauzată de stresul cronic ușor previzibil, care a dus la scăderea activității undelor lente, s-a dovedit a fi legată de creșterea senzațiilor de durere sau hiperalgezie . Un studiu din 2014 a constatat că privarea șoarecilor de somn a crescut creșterea cancerului și a diminuat capacitatea sistemului imunitar de a controla cancerul. 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 o sensibilitate crescută a șoarecilor la creșterea cancerului. Celulele M2 suprimă sistemul imunitar și încurajează creșterea tumorii. Moleculele TRL4 sunt molecule de semnalizare în activarea sistemului imunitar.
Monotreme
Deoarece monotremele (mamifere ouătoare) sunt considerate a reprezenta unul dintre cele mai vechi grupuri de mamifere din punct de vedere evolutiv, acestea au fost supuse unui interes special în studiul somnului la mamifere. Deoarece studiile timpurii ale acestor animale nu au putut găsi dovezi clare pentru somnul REM, inițial s-a presupus că un astfel de somn nu exista în monotreme, ci s-a dezvoltat după ce monotremele s-au ramificat din restul liniei evolutive a mamiferelor și au devenit un separat, distinct grup. Cu toate acestea, înregistrările EEG ale trunchiului cerebral 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. Se spune că timpul mediu de somn al ornitorincului într-o perioadă de 24 de ore este de până la 14 ore, deși acest lucru se poate datora dietei lor crustacee bogate în calorii .
Mamifere acvatice
Consecințele căderii într-un somn profund pentru speciile de mamifere marine pot fi sufocarea și înecarea sau devenirea pradă ușoară pentru prădători. Astfel, delfinii, balenele și pinipedele (focile) se angajează în somn unihemisferic în timp ce înoată, ceea ce permite unei emisfere cerebrale să rămână pe deplin funcțională, în timp ce cealaltă se culcă. Emisfera adormită alternează, astfel încât ambele emisfere să poată fi odihnite complet. 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 somn complet. Sugarii cu 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, precum balenele, prezintă somn unihemisferic. Jumătatea adormită a creierului nu se trezește când ies la suprafață pentru a respira. Când jumătate din creierul unui sigiliu prezintă somn cu undă lentă, flipurile și mustățile de pe partea opusă sunt imobile. În timp ce sunt în apă, aceste foci nu au aproape nici un somn REM și pot trece o săptămână sau două fără el. De îndată ce se mută pe uscat, trec la somn bilateral REM și somn NREM comparabil cu mamiferele terestre, surprinzând cercetătorii cu lipsa lor de „somn de recuperare” după ce au pierdut atât de mult REM.
Sigiliile fără urechi dorm bihemisferic ca majoritatea mamiferelor, sub apă, agățate la suprafața apei sau pe uscat. Își țin respirația în timp ce dorm sub apă și se trezesc regulat la suprafață și respiră. De asemenea, pot agăța cu nările deasupra apei și în această poziție au somn REM, dar nu au somn REM sub apă.
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. Unul dintre motivele pentru care somnul REM poate fi dificil în mediile marine 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 care respiră conștient dorm, dar nu își permit să rămână inconștienți mult timp, deoarece se pot îneca. În timp ce cunoașterea somnului la cetaceele sălbatice este limitată, cetaceele dințate în captivitate au înregistrat un somn unihemisferic cu undă lentă (USWS), ceea ce înseamnă că dorm cu o parte a creierului la un moment dat, astfel încât să poată înota, respira conștient. și evitați atât prădătorii, cât și contactele sociale în timpul perioadei lor de odihnă.
Un studiu din 2008 a constatat că balenele de cașalot dorm în poziții verticale chiar sub suprafață, în „scufundări în derivă” pasive, în general în timpul zilei, timp în care balenele nu răspund la vasele trecătoare decât dacă sunt în contact, ceea ce duce la sugestia că balenele poate dormi în timpul unor astfel de scufundări.
Unihemisferism
Somnul unihemisferic se referă la somnul cu o singură emisferă cerebrală . Fenomenul a fost observat la păsări și mamifere acvatice , precum și la mai multe specii de reptiliene (acestea din urmă fiind contestate: multe reptile se comportă într-un mod care ar putea fi interpretat ca dormit unihemisferic, dar studiile EEG au dat rezultate contradictorii). Motivele dezvoltării somnului unihemisferic sunt probabil că le permite animalului adormit să primească stimulii - de exemplu, amenințări - din mediul său și că îi permite animalului să zboare sau să suprafețe periodic să respire atunci când este scufundat în apă. Numai somnul NREM există unihemisferic și se pare că există un continuu în somnul unihemisferic în ceea ce privește diferențele din emisfere: la animalele care prezintă somn unihemisferic, condițiile variază de la o emisferă care se află în somn profund , cealaltă emisferă fiind trează până la o emisferă care doarme ușor cu cealaltă emisferă fiind trează. Dacă o emisferă este privată selectiv de somn la un animal care prezintă somn uniemisferic (o emisferă este lăsată să doarmă liber, dar cealaltă este trezită ori de câte ori adoarme), cantitatea de somn profund va crește selectiv în emisfera care a fost lipsită de somn atunci când ambele emisfere au voie să doarmă liber.
Fondul neurobiologic pentru somnul unihemisferic este încă neclar. În experimentele pe pisici în care legătura dintre jumătatea stângă și cea dreaptă a trunchiului cerebral a fost întreruptă, emisferele cerebrale prezintă perioade ale unui EEG nesincronizat, timp în care cele două emisfere pot dormi independent una de cealaltă. La aceste pisici, s-a observat starea în care o emisferă dormea NREM și cealaltă era trează, precum și o emisferă care dormea NREM cu cealaltă stare dormea REM. Pisicile nu au fost niciodată văzute dormind REM dormind cu o emisferă în timp ce cealaltă emisferă era trează. Acest lucru este în concordanță cu faptul că somnul REM, din câte se știe în prezent, nu apare unihemisferic.
Faptul că există somn unihemisferic a fost folosit ca argument pentru necesitatea somnului. Se pare că niciun animal nu a dezvoltat abilitatea de a merge fără somn cu totul.
Hibernare
.jpg)
Animalele care hibernează se află într-o stare de toropeală , diferind de somn. Hibernarea reduce semnificativ nevoia de somn, dar nu îl elimină. Unele animale care hibernează își termină hibernarea de câteva ori în timpul iernii, astfel încât să poată dormi. Hibernarea animalele trezesc din hibernare mult de multe ori merge în somn recul din cauza lipsei de somn în timpul perioadei de hibernare. Sunt cu siguranță bine odihniți și conservă energia în timpul hibernării, dar au nevoie de somn pentru altceva.