迈向哺乳动物睡眠的定量代谢理论

睡眠是多细胞动物中最显著和广泛的现象之一。然而，关于其起源的理论尚未达成共识。特别是，尚无明确的定量理论来阐明或区分所提出的众多睡眠假说。在此，我们发展了一种通用的哺乳动物睡眠定量理论，将许多基本参数与代谢率和体重相关联。大多数 suggested 的睡眠功能机制可纳入此框架，例如由代谢过程引起的细胞损伤修复和处理感觉输入的皮层重组。我们的理论预测了睡眠时长、睡眠周期时长和REM(快速眼动)时长作为体重和脑质量的函数，并解释了例如小鼠每天睡约14小时而大象每天睡3.5小时的原因。涵盖六个数量级体重的96种哺乳动物数据与这些预测一致，并提供了强力证据，表明睡眠的时间尺度由脑而非全身体代谢率决定。