كما تعلمون ، أنا مهووس بقوانين القوة في علم الأحياء ، وهي نتيجة بيولوجية للمبادئ الأساسية ، مثل الحفاظ على الطاقة من القانون الأول للديناميكا الحرارية. أظهر جيفري ويست كيف تؤدي الشبكات البيولوجية المحسنة للغاية - مثل الأوعية الدموية أو الجهاز التنفسي - إلى التحجيم التموالي. على وجه التحديد ، يتدرج إنتاج الطاقة لكل وحدة من كتلة الجسم (معدل الأيض الخاص بالكتلة) ككتلة جسم (M) إلى قوة -0.25. هذا جزء مما يعرف باسم قانون كليبر (أو كما أطلقنا عليه في بحثنا ، قانون كليبر ويست) ، حيث يتدرج معدل الأيض الأساسي للجسم بالكامل على أنه M ^ {0.75}. هذا هو السبب في أن الأفيال تحرق الطاقة بكفاءة أكبر لكل جرام من الفئران ، لكن الفئران تعيش بسرعة وتموت صغارا. المثير للاهتمام هو أن هذا التوسع نفسه ينبثق في شيء يومي مثل النوم. عبر الثدييات ، تتبع مدة النوم اليومية قانون طاقة مماثل: يتناقص مع حجم الجسم تقريبا M ^ {-0.25}. قد تغفو الصغيرة مثل الزبابة 15+ ساعة في اليوم ، بينما تعيشها العمالقة مثل الحيتان على عدد قليل فقط. هذا دليل على أن النوم مرتبط ارتباطا وثيقا بالتمثيل الغذائي. الجهاز العصبي عبارة عن خنازير طاقة تستهلك ما يصل إلى 20٪ من الأكسجين في الجسم على الرغم من أنها تشكل 2٪ فقط من كتلتنا. في المخلوقات الأصغر ، توفر شبكات التوزيع الشبيهة بالفركتلات المزيد من الأكسجين لكل خلية ، مما يسمح لأدمغتها بالعمل "أكثر سخونة" مع معدلات إطلاق أسرع ومتطلبات طاقة أعلى. لكن هذا التمثيل الغذائي المتسارع يستنفد الموارد بشكل أسرع ، مما يخلق عجزا في الطاقة من المحتمل أن يتطور النوم لإصلاحه. بشكل أساسي ، تحترق الثدييات الأصغر حجما من خلال وقودها العصبي بشكل أسرع وتحتاج إلى مزيد من وقت التوقف عن العمل لتجديدها. من وجهة النظر هذه ، النوم ليس مجرد راحة - إنه حل قديم لمقايضات الطاقة التي يفرضها تحجيم كليبر ويست ، مما يضمن أن المخلوقات عالية التمثيل الغذائي لا تقلى دوائرها. بالتأكيد ، النوم يفعل أشياء خيالية اليوم. في البشر والثدييات الأخرى ، فإنه يدمج الذكريات عن طريق تقليم نقاط الاشتباك العصبي غير الضرورية أثناء مراحل حركة العين السريعة ويزيل سموم الدماغ عبر الجهاز الغليمفاوي ، والذي يتصاعد أثناء نوم حركة العين السريعة غير لطرد النفايات مثل بيتا أميلويد. قد يكون للعلاقة بين النوم والتمثيل الغذائي أدلة من التاريخ التطوري. يمكن ربط ظهور التمثيل الغذائي اللاهوائي بحدث الأكسجين العظيم ، قبل 2B سنوات. مهد حدث الأكسدة التالي (حدث أكسجة حديث الأغذية ، قبل 750 مليون سنة) الطريق للانفجار الكمبري مما أدى إلى ظهور الأنظمة العصبية عبر الأنواع. ولم يكن لدينا ما يكفي من الأكسجين منذ ذلك الحين. الرابط إلى ورقة Nature الرائعة بقلم @RafSarnataro وآخرون ، وبعض الآثار العملية لتلك الدراسة موجودة في التعليق التالي. كالعادة ، يرجى الإعجاب وإعادة النشر - هذا علم رائع (شكرا لك @Alexey_Kadet على طرح هذا) 1/2