După cum știți, sunt obsedat de legile puterii în biologie, care este o consecință biologică a principiilor fundamentale, cum ar fi conservarea energiei de la prima lege a termodinamicii. Geoffrey West a arătat cum rețelele biologice foarte optimizate – gândiți-vă la vasele de sânge sau sistemele respiratorii – duc la scalarea alometrică. Mai exact, producția de energie pe unitate de masă corporală (rata metabolică specifică masei) se scalează ca masa corporală (M) la puterea de -0,25. Aceasta face parte din ceea ce este cunoscut sub numele de legea lui Kleiber (sau așa cum am numit-o în cercetarea noastră, legea Kleiber-West), unde rata metabolică bazală a întregului corp se scalează ca M^{0.75}. Acesta este motivul pentru care elefanții ard energie mai eficient pe gram decât șoarecii, dar șoarecii trăiesc repede și mor tineri. Ceea ce este interesant este că aceeași scalare apare în ceva la fel de cotidian ca somnul. La mamifere, durata zilnică a somnului urmează o lege de putere similară: scade odată cu dimensiunea corpului ca aproximativ M^{-0,25}. Animalele mai mici, cum ar fi scorpiile ar putea dormi 15+ ore pe zi, în timp ce giganții precum balenele se descurcă doar cu câteva. Acesta este un indiciu că somnul este profund legat de metabolism. Sistemul nervos este un porc de energie, consumând până la 20% din oxigenul corpului nostru, în ciuda faptului că reprezintă doar 2% din masa noastră. La creaturile mai mici, aceste rețele de distribuție de tip fractal furnizează mai mult oxigen pe celulă, lăsând creierul lor să funcționeze "mai fierbinte" cu rate de declanșare mai rapide și cerințe mai mari de energie. Dar acest metabolism accelerat epuizează resursele mai repede, creând deficite de energie pe care somnul probabil a evoluat pentru a le rezolva. În esență, mamiferele mai mici își ard combustibilul neuronal mai repede și au nevoie de mai mult timp de nefuncționare pentru a se reface. Din acest punct de vedere, somnul nu este doar odihnă – este o soluție veche pentru compromisurile energetice impuse de scalarea Kleiber-West, asigurându-se că creaturile cu metabolism ridicat nu își prăjesc circuitele. Sigur, somnul face lucruri fanteziste astăzi. La oameni și alte mamifere, consolidează amintirile prin tăierea sinapselor inutile în timpul fazelor REM și elimină toxinele creierului prin sistemul glifatic, care crește în timpul somnului non-REM pentru a elimina deșeurile precum beta-amiloidul. Relația dintre somn și metabolism poate avea dovezi din istoria evoluției. Apariția metabolismului anaerob ar putea fi legată de Marele eveniment de oxigenare, acum 2 miliarde de ani. Următorul eveniment de oxidare (evenimentul de oxigenare neoproterozoic, acum 750 de milioane de ani) a pregătit terenul pentru explozia cambriană care a dus la apariția sistemelor neuronale între specii. Și nu am mai avut suficient oxigen de atunci. Legătura către o lucrare excelentă a lui Nature de @RafSarnataro et al, și unele implicații practice ale acelui studiu sunt în următorul comentariu. Ca de obicei, vă rog să dați like și să repostați - aceasta este știință grozavă (mulțumesc @Alexey_Kadet pentru că ați adus acest lucru în discuție) 1/2