Som du vet er jeg besatt av potenslover i biologi, som er en biologisk konsekvens av grunnleggende prinsipper, som energisparing fra termodynamikkens første lov. Geoffrey West viste hvordan høyt optimaliserte biologiske nettverk – tenk blodårer eller luftveier – fører til allometrisk skalering. Nærmere bestemt skaleres energiproduksjonen per enhet kroppsmasse (massespesifikk metabolsk hastighet) som kroppsmasse (M) til kraften -0,25. Dette er en del av det som er kjent som Kleibers lov (eller som vi har kalt den i vår forskning, Kleiber-West-loven), der basal metabolsk hastighet i hele kroppen skaleres som M^{0.75}. Det er grunnen til at elefanter forbrenner energi mer effektivt per gram enn mus, men mus lever raskt og dør unge. Det som er interessant, er at den samme skaleringen dukker opp i noe så hverdagslig som søvn. På tvers av pattedyr følger daglig søvnvarighet en lignende kraftlov: den avtar med kroppsstørrelsen som omtrent M^{-0,25}. Mindre dyr som kan slumre 15+ timer om dagen, mens kjemper som hvaler klarer seg på bare noen få. Dette er en ledetråd om at søvn er dypt knyttet til stoffskiftet. Nervesystemer er energisvin, som sluker opptil 20 % av kroppens oksygen til tross for at de bare utgjør 2 % av massen vår. I mindre skapninger leverer de fraktallignende distribusjonsnettverkene mer oksygen per celle, og lar hjernen gå "varmere" med raskere avfyringshastigheter og høyere energibehov. Men denne oppgraderte metabolismen tømmer ressursene raskere, og skaper energiunderskudd som søvn sannsynligvis utviklet seg for å fikse. I hovedsak brenner mindre pattedyr raskere gjennom nevrale drivstoff og trenger mer nedetid for å fylle på. I dette synet er søvn ikke bare hvile – det er en eldgammel løsning for energiavveiningene pålagt av Kleiber-West-skalering, og sikrer at skapninger med høyt stoffskifte ikke steker kretsene sine. Jada, søvn gjør fancy ting i dag. Hos mennesker og andre pattedyr konsoliderer det minner ved å beskjære unødvendige synapser under REM-faser og fjerner hjernetoksiner via det glymfatiske systemet, som øker under ikke-REM-søvn for å skylle ut avfall som beta-amyloid. Forholdet mellom søvn og metabolisme kan ha bevis fra evolusjonshistorien. Fremveksten av anaerob metabolisme kan knyttes til den store oksygeneringshendelsen, for 2B år siden. Den neste oksidasjonshendelsen (Neoproterozoic Oxygenation Event , 750M år siden) satte scenen for kambrisk eksplosjon som førte til fremveksten av nevrale systemer på tvers av arter. Og vi hadde aldri hatt nok oksygen siden den gang. Lenken til en flott Nature-artikkel av @RafSarnataro et al, og noen praktiske implikasjoner av den studien er i neste kommentar. Som vanlig, lik og legg ut på nytt - dette er kul vitenskap (takk @Alexey_Kadet for at du tok opp dette) 1/2