Dieser gute nicht-wissenschaftliche Artikel behandelt einige der üblichen Vorteile (Ruhe / Regeneration).

Eine der von ihnen erwähnten Forschungsarbeiten (die mit der Pressemitteilung verknüpft waren) war Erhaltung des Schlafes: Erkenntnisse aus Nicht-Säugetier-Modellsystemen von John E. Zimmerman, Ph.D.; Trends Neurosci. 2008 Juli; 31 (7): 371–376. Online veröffentlicht am 5. Juni 2008 doi: 10.1016 / j.tins.2008.05.001; NIHMSID: NIHMS230885 . Um aus der Pressemitteilung zu zitieren:

Da die Zeit des Lethargus mit einer Zeit im Lebenszyklus der runden Würmer zusammenfällt, wenn synaptische Veränderungen im Nervensystem auftreten, schlagen sie vor, dass Schlaf ist Ein Zustand, der für die Plastizität des Nervensystems erforderlich ist. Mit anderen Worten, damit das Nervensystem wachsen und sich verändern kann, muss es eine Ausfallzeit für aktives Verhalten geben. Andere Forscher bei Penn haben gezeigt, dass bei Säugetieren synaptische Veränderungen während des Schlafes auftreten und dass Schlafentzug zu einer Störung dieser synaptischen Veränderungen führt.

Ich habe dieses Papier von Benington und Heller gefunden, das die zuvor erwähnte Theorie des Schlafes als Mechanismus zur Erneuerung des Stoffwechsels erweitert. Sie nehmen an, dass Schlaf notwendig ist, um die Glykogenspeicher (hauptsächlich in Astrozyten) im Gehirn wieder aufzufüllen. Diese Speicher werden aufgrund des hohen Energiebedarfs des Gehirns normalerweise zur Ergänzung des Blutzuckers verwendet.

Es wird vermutet, dass dies auch dazu führen kann, dass Sie sich als Folge der Erschöpfung der Glykogenversorgung in bestimmten kleinen Bereichen des Gehirns schläfrig fühlen. Eine kurze und lokalisierte Erschöpfung der Glykogenspeicher bedeutet, dass Zellen mit weniger Energie arbeiten, als sie normalerweise arbeiten müssen. Dies führt zu einem Anstieg der Adenosinsynthese aufgrund des Abbaus von AMP. Das Papier behauptet, dass die erhöhten Adenosinspiegel von Adenosinrezeptoren erfasst werden, die dann das Gefühl des Schlafbedürfnisses auslösen oder erhöhen (wie bei EEG-Scans zu sehen ist):

Im NREM-Schlaf (was die Theorie unterstützen kann, da der NREM-Schlaf 80% des Schlafes ausmacht und sich physiologisch am stärksten vom Aufwachen unterscheidet) wird dieses Glykogen am effizientesten ersetzt. Während des NREM-Schlafes wird die Freisetzung von Glykogenolyse-induzierenden Neurotransmittern reduziert, wodurch die Glykogensynthase überwiegt und die Glykogenspiegel wiederhergestellt werden können. Dieselben Neurotransmitter sind jedoch der Schlüssel für die Verarbeitung sensorischer Reize (durch tonische Depolarisation von Neuronen im sensorischen Kortex). Daher ist die Wiederauffüllung des Glykogens immer mit einer (stark) reduzierten Reaktion auf Reize verbunden.

Dies führt zur endgültigen Beantwortung der Frage, warum Schlaf einen evolutionären Vorteil hat, den ich werde Zitat wörtlich, um die Dynamik des Autors aufrechtzuerhalten:

Die Wiederauffüllung des Glykogens während des Aufwachens wäre schlecht anpassbar, da dies die Fähigkeit des Organismus beeinträchtigen würde, sensorische Reize zu verarbeiten und darauf zu reagieren. Der Schlaf hat sich daher zu einem Zustand entwickelt, in dem sich Tiere in eine sichere Umgebung zurückziehen, das Verhalten unterdrückt und die Glykogenspeicher wieder aufgefüllt werden .

Nach dem, was ich gelernt habe, gibt es zwei Theorien, um diese Frage zu beantworten:

1. Wiederherstellung - Der Körper muss sich ausruhen, um seinen Stoffwechsel zu erneuern (wenn es sich um ein Tier handelt) Es ist rund um die Uhr aktiv und verbraucht ständig viel Energie und Stoffwechsel. Es wurde gezeigt, dass Mäuse, die eine Weile ohne Schlaf waren, ein geschwächtes Immunsystem haben.

2. Erhaltung - Es wird angenommen, dass Schlaf einen Überlebensvorteil bringt. Die Nacht ist eine gefährliche Zeit, daher zwingt der Schlaf ein Tier dazu, ein paar Stunden lang ruhig zu liegen.

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Warum der Schlaf anhält, ist ziemlich einfach, warum er benötigt wird, ist unbekannt.

Schlaf scheint in jedem Organismus mit einem Gehirn notwendig zu sein, das ist alles mit jeder Art der Konzentration von Neuronen. Dann wird geleugnet, dass Organismen sterben. Alles was passieren muss ist, dass die Vorteile eines Gehirns die Schlafkosten überwiegen.

Die benötigte Schlafdauer korreliert mit der Gehirngröße, zumindest der REM-Teil des Schlafes andere Teile korrelieren mit den Stoffwechselraten. Nun kann dies in größeren komplexen Gehirnen (insbesondere Vögeln und Säugetieren) scheinbar verwirrt sein, wenn Organismen beginnen, das Gehirn zu falten, um die Neuronendichte zu erhöhen, ohne die Gesamtgröße zu erhöhen. In diesem Fall erhöhen diese Organismen die "Größe" des Gehirns, ohne das Gehirn zu vergrößern, indem sie die Dichte erhöhen. Schlimmer noch, einige Organismen "schlafen" für lange Zeiträume, aber nur ein kurzer Teil dieser Zeit beinhaltet die mit dem Schlaf verbundene neuronale Aktivität (wie REM), Schlaf bei komplexeren Tieren (solchen mit sehr großen komplexen Gehirnen) enthält viele Funktionen.

In Organismen mit winzigen Gehirnen und langsamem Stoffwechsel (auch bekannt als die frühesten Dinge mit Gehirnen) dauert der Schlaf nicht sehr lange, so dass die Kosten minimal sind und die Vorteile eines Gehirns (und damit des Lernens) hoch sein können. Später, wenn das Gehirn größer wird, steigen die Kosten, aber auch der Vorteil, wenn es möglich wäre, ein Gehirn ohne Schlaf zu erhalten, für das es zu diesem Zeitpunkt ausgewählt werden sollte. Höchstwahrscheinlich ist das Bedürfnis nach Schlaf etwas Grundlegendes für die Funktionsweise von Neuronen und kann nicht geändert werden, ohne ihre Funktion ernsthaft zu beeinträchtigen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass ungünstige Dinge auf diese Weise evolutionär eingeschlossen werden. Die Kosten für deren Änderung (in diesem Fall der Verlust der Gehirnfunktion) sind weitaus höher als die Kosten für den Schlaf, sodass die Auswahl sie aufrechterhält.

Nun ist die Komplexität des Schlafes sinnvoll. Wenn Sie bereits über diese erforderliche Ausfallzeit verfügen, ist es evolutionär sinnvoll, alles andere in Angriff zu nehmen, was in dieser Zeit am besten möglich wäre. Verwenden Sie die Auslöser und die Zeit für vorhandene Ausfallzeiten besser für alle anderen, die hinzugefügt werden, als für noch mehr Ausfallzeiten. Jetzt haben wir eine Reihe von verwirrenden Faktoren, die das Studium trüben und es schwierig machen zu sagen, welche Teile wesentlich sind.

Wir wissen nicht, warum Schlaf notwendig ist , es gibt viele Ideen, aber nicht viele Beweise. Angesichts der Komplexität des Schlafes ist es nicht überraschend, herauszufinden, welche Funktionen von grundlegender Bedeutung sind. Es gibt eine Tendenz, die dazu neigt, Metaboliten zu beseitigen, die die neuronale Funktion stören. Es scheint, dass dieser Prozess für das Gehirn sehr störend ist, wenn das Gehirn wach ist, bis zu dem Punkt, an dem einfach die Gehirnaktivität abgeschaltet wird ( Bewegung insbesondere) ist für den Organismus weitaus sicherer. Aber wie bei allen Untersuchungen ist dies sehr vorläufig und der Schlaf wird schlecht verstanden, so dass Akzeptanz sehr vorläufig ist und sein sollte.