Küsimus:
Miks arenes paljudel loomadel uneprotsess? Mis on selle evolutsiooniline eelis?
Gordon Gustafson
2011-12-24 21:10:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Uneprotsess näib olevat organismile väga ebasoodne, kuna see on mitu tundi korraga röövimise suhtes äärmiselt haavatav. Miks on uni vajalik nii paljudel loomadel? Mis eelise see arenenud inimestele andis, et see oleks kohanemine? Millal ja kuidas see loomade evolutsiooniteel tõenäoliselt tekkis?

nt. delfiinid ei saa endale lubada, et nad puhkuse ajal kaotavad täieliku teadvuse, muidu upuksid nad ära. Nii et nende imetajate aju on arenenud nii [et korraga magab ainult pool ajust] (http://science.howstuffworks.com/environmental/life/zoology/mammals/question643.htm).
Paljud rändloomad, nagu kilpkonnad ja linnud, on samuti selle poole ajuga une välja arendanud.
Ühe loetud paberi järgi aitab magamine õppimisprotsessis ja paljud närviühendused on unes tugevdatud.
Kogukonnas on soovitus (midagi pole avaldatud, mida ma ei leia), et uni arenes, et peatada loomade väljatulek, kui tingimused ei olnud jahipidamiseks soodsad (näiteks päevaseid jahimehi hakati öösiti jahtima või aeglaselt varjatud öised loomad ilmnesid) päikesepaistes). Parem on, kui nad lihtsalt känksuksid, kui nende meeled pole nende olukordade jaoks häälestatud.
Teie küsimusele vastamine on uneteadlase Matthew Walkeri raamatu [Miks me magame] (https://www.amazon.com/Why-We-Sleep-Unlocking-Dreams/dp/1501144316) eesmärk. Raamat on üsna populaarne ja ajakohane (2017).
Neli vastused:
#1
+54
DVK
2011-12-24 22:01:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

See hea teaduseta artikkel käsitleb mõningaid tavapäraseid eeliseid (puhkus / taastumine).

Üks nende mainitud uurimistöödest (need olid seotud pressiteatega) oli Une säilitamine: teadmised mitte-imetajate mudelisüsteemidest , autor John E. Zimmerman; Trendid Neurosci. 2008 juuli; 31 (7): 371–376. Avaldatud veebis 2008. aasta 5. juuni. Doi: 10.1016 / j.tins.2008.05.001; NIHMSID: NIHMS230885 . Tsiteerides pressiteadet:

Kuna letarguse aeg langeb kokku ümmarguste usside elutsükli ajaga, kui närvisüsteemis tekivad sünaptilised muutused, teevad nad ettepaneku, et uni on seisund, mis on vajalik närvisüsteemi plastilisuseks. Teisisõnu, selleks, et närvisüsteem kasvaks ja muutuks, peab olema aktiivse käitumise aeg. Teised Penni teadlased on näidanud, et imetajatel tekivad une ajal sünaptilised muutused ja unepuudus põhjustab nende sünaptiliste muutuste katkemise.

See võib selgitada, miks [unepuudus mõjutab südame löögisagedust] (https://sleepfoundation.org/sleep-news/how-sleep-deprivation-affects-your-heart).
See on natuke ümmargune, kuna uni, mis on "nõutav närvisüsteemi plastilisuse jaoks", tähendab lihtsalt seda, et närvilise kohanemise sõltuvust unest ei valitud kunagi. See ei vasta miks
Selles argumendis ei mainita ka seda, miks ei võiks olla väga modulaarne ja üleliigne ajuarhitektuur, kus iga neuroplastilise alamsüsteemi jaoks on vähemalt 2 moodulit, mis vahelduvad une- ja ärkveloleku tsüklit. Selline tehnoloogia on juba olemas suuremahuliste serveriklastrite ja -riiulite jaoks (nn jooksev värskendus), kus koormuse tasakaalustajat kasutatakse kliendipoolse kasutajaliidesena (suunamisnõuded serveritele, mis on valmis neid vastu võtma). Värskenduse juurutamisel suletakse, värskendatakse ja taaskäivitatakse serverid "jooksvalt" nii, et enamik servereid on värskenduse ajal igal ajal üleval.
#2
+27
Rory M
2012-01-29 18:56:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Leidsin selle Beningtoni ja Helleri kirjutise, mis laiendab varem mainitud uneteooriat kui ainevahetuse uuendamise mehhanismi. Nad oletavad, et uni on vajalik aju glükogeenivarude (peamiselt astrotsüütides) täiendamiseks. Neid kauplusi kasutatakse tavaliselt vere glükoosisisalduse täiendamiseks aju kõrge energiavajaduse tõttu.

On oletatud, et see võib põhjustada ka unisust glükogeenivarude ammendumise tagajärjel konkreetsetes väikestes ajupiirkondades. Lühike ja lokaliseeritud glükogeenivarude ammendumine tähendab, et rakud töötavad vähem energiat, kui nad tavaliselt töötama peavad. See põhjustab AMP lagunemisel adenosiini sünteesi suurenemist. Dokumendis väidetakse, et adenosiini suurenenud taseme tuvastavad adenosiiniretseptorid, mis siis vallandavad või suurendavad (nagu EEG-skannimisel näha) unevajaduse tunnet:

Flowchart of the relation of glycogen to sleep need and replenishment

NREM-unes (mis võib teooriat veidi toetada, kuna NREM-uni moodustab 80% unest ja on füsioloogiliselt kõige erinevam kui ärkvelolek), asendatakse see glükogeen kõige tõhusamalt. NREM-une ajal väheneb glükogenolüüsi indutseerivate neurotransmitterite vabanemine, mis võimaldab domineerida glükogeen-süntaasil ja taastada glükogeeni tase. Need samad neurotransmitterid on aga sensoorsete stiimulite töötlemisel võtmetähtsusega (sensoorses ajukoores neuroneid tooniliselt depolariseerides). Seetõttu on glükogeeni täiendamine alati seotud (tugevalt) vähenenud reageerimisega stiimulitele .

See viib lõpuks vastuseni küsimusele, miks unel on evolutsiooniline eelis, mida ma ka teen tsiteerige sõnasõnaliselt, et säilitada autorite hoog:

Glükogeeni täiendamine ärkveloleku ajal oleks kohanemisvõimetu, kuna see kahjustaks organismi võimet töödelda ja reageerida sensoorsetele stiimulitele. Uni on seetõttu kujunenud seisundiks, kus loomad taanduvad turvalisse keskkonda, käitumine on alla surutud ja glükogeenivarud täienduvad .

Nii et kas see on lihtsalt kokkusattumus, et aju glükogeeni sünteesi metaboolne rada kujunes neurotransmitterite poolt reguleerituks? Kui see oleks arenenud iseseisvalt - me ei vajaks und?
@MartaCz-C, see on tõesti hea mõte ja kui ma olen aus, olen püüdnud leida kirjandusest teile vastust. Võib siiski öelda, et kuna glükogeenivarud on sisuliselt varutoiteallikas, ei täida see tõenäoliselt ka neurotransmittereid, ilma et energiavajadus oleks oluliselt vähenenud (st unerežiimis), kuna muidu saabub kõik glükoos, mis saabub kasutatakse kiiresti, mitte glükogeneesis. See võib olla pigem kohanemine kui kaasumine, kui see nii on - sundida organismi nende varude taastamiseks puhkeperioodi võtma.
#3
+9
Innab
2011-12-24 23:49:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sellest, mida olen õppinud, on sellele küsimusele vastamiseks kaks teooriat:

  1. Taastamine - keha peab ainevahetuse uuendamiseks puhkama (kui loom on aktiivne 24/7, kulutab see pidevalt palju energiat ja ainevahetust). On tõestatud, et hiirtel, kes on mõnda aega magamata läinud, on immuunsus kahjustatud.

  2. Säilitus - eeldatakse, et uni annab ellujäämiseelise. Öine aeg on ohtlik aeg, nii et uni sunnib omamoodi looma mõneks tunniks madalale lebama.

Teie mõte nr 2 ütleb täpselt vastupidise küsimuse eeldusele. Kas soovite veidi laiendada (nt anda mõned viited)?
Punkt 1 näib olevat ümmargune argument (või on vale): kui loom ei maga, võib ta toitu otsida. Isegi unes kulutame * natuke energiat, nii et see arvutus tuleb alati ärkveloleku soodsalt välja.
@KonradRudolph - keha kulutab alati energiat, kuid energia, mida keha magamise ajal kasutab, on murdosa energiast, mis kulub ärkveloleku / jahi / jne jaoks.
@nico - leidsin katkendi raamatust - [siit] (http://www.trentu.ca/admin/specialneeds/learninginnovations/thinkingandlearning/public/Unit13%20-%20Sleep%20and%20Learning%20Handout.pdf)
@Innab Pole oluline, et energiakulu on vaid murdosa. Oluline on see, et neid üldse oleks. Tehke matemaatikat, * kunagi pole kasulik puhata, samal ajal kui veeta samal ajal jahti, sest jahi netoenergia bilanss on * positiivne * (st energia sissevõtmine, mitte kulu), nii et kokkuvõttes puhkamine kulutab alati rohkem energiat kui jahipidamine.
@KonradRudolph on see kindlasti nii vaid juhul, kui jaht on edukas - seetõttu võib magamine olla energiakulu seisukohalt * vähem ebasoodne *, kui koefitsiendid on eduka kiskluse vastu kindlal kellaajal laotud.
# 2 ei kehti ka öiste loomade kohta; eriti loomad, kes on röövloomade vältimiseks aktiivsed erinevatel kellaaegadel.
#4
+2
John
2019-09-27 21:52:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Miks uni püsib, on üsna lihtne, miks seda vaja on, pole teada.

Magamine näib olevat vajalik igas ajuorganismis, see tähendab kõike muud tüüpi neuronite kontsentratsioon. See on siis, kui eitatakse, et organismid surevad. Nii et juhtuma peab vaid see, et ajust saadav kasu kaalub üles unekulu.

Vajalik une pikkus korreleerub aju suurusega, vähemalt une REM-osa muud korreleeruvad ainevahetuse kiirusega. Nüüd võib seda näiliselt segi ajada suuremates keerulistes ajudes (eriti linnud ja imetajad), kui organismid hakkavad aju kokku klappima, et suurendada neuronite tihedust, suurendamata kogu suurust. Sel juhul suurendavad need organismid aju suurust, suurendamata aju tihedust. Halvem on see, et mõned organismid magavad pikka aega, kuid ainult lühike osa sellest ajast hõlmab unega seotud närviaktiivsust (nt REM), magamist keerukamatel loomadel (väga suurte keeruliste ajudega loomadel) sisaldab palju funktsioone.

Pisikese ajuga ja aeglase ainevahetusega organismides (ehk ka kõige varasemad ajus olevad asjad) ei kesta uni kuigi kaua, nii et kulud on minimaalsed, aju (ja seega ka õppimise) eelised võivad olla suured. Hiljem, kui aju suureneb, tõuseb hind, kuid suureneb ka kasu, kui aju oleks olnud võimalik säilitada ilma unevajaduseta, peaks see olema selles etapis valitud. Nii et suure tõenäosusega on unevajadus midagi neuronite funktsioneerimise põhiolemust ja seda ei saa muuta ilma nende funktsiooni tõsiselt häirimata. Pole haruldane, et ebasoodsad asjad lukustuvad sel viisil evolutsiooniliselt, nende muutmise kulud (antud juhul ajufunktsiooni kadu) on palju suuremad kui unehinnad, nii et valik hoiab seda ümber.

Nüüd on une keerukus mõistlik. Kui teil on see nõutav seisaku aeg juba olemas, on evolutsiooniliselt mõttekas tegeleda kõige muuga, mida oleks selle aja jooksul kõige parem teha. Parem on kasutada päästikuid ja aega olemasolevate seisakutoimingute jaoks, kui kõigil teistel, mis lisatakse, on siis veelgi rohkem seisakuid. Nii et nüüd on meil hulgaliselt segavaid tegureid, mis mudased uuringud teevad raskeks öelda, millised osad on hädavajalikud.

Me ei tea, miks on uni vajalik , ideid on palju, kuid tõendeid pole palju. Arvestades une keerukust, pole see üllatav. Põhifunktsioonide kiusamine pole lihtne. Praegu on kalduvus sellele, et on vaja kõrvaldada närvifunktsiooni häirivad metaboliidid. Tundub, et see protsess on aju ärkvel väga häiriv aju jaoks, kuni ajutegevus lihtsalt peatatakse ( eriti liikumine) on organismile palju turvalisem. Kuid nagu kõigi uuringute puhul, on see väga esialgne ja uni on halvasti mõistetav, nii et aktsepteerimine on ja peaks olema väga esialgne.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...