המטאזואה הישנוני

[Wakamusha]

המטאזואה הישנוני

אוקיי, הנה פאזל קטן שאני רוצה להעלות בפני חברי הפורום (אני אבחן את העניין בעצמי ואציג את מה שאני יודע כתגובה לפוסט הפתיחה של השרשור, אבל אל תתמהמהו לכתוב מה דעתכם בנושא) : רוב החיות הגבוהות (לפחות מטהזואה, עד כמה שידוע לי. לדעתי אפשר להגיד שרוב ממלכת החי מלבד צמחיה ,פטרייתיים ואצות אבל תקנו אותי אם אני טועה) מבלות אחוז לא קטן מחייהן בלישון (בני-אדם למשל מבלים בערך שליש מחייהם בחוסר הכרה!) אז הנה הפאזל: מה ההגיון האבולוציוני מאחורי זה? לדעתי אין הדבר כה מובן מאליו. לדעתי - חישוב הcost-benefit כאן מורכב למדי. יש ללא ספק חסרונות רבים לשינה, ולדעתי גם יתרון ברור - אבל לגבי דבר אחד אני בטוח - מדובר כאן בתופעה שדורשת הסבר, ומאחר ובביולוגיה עסקינן - אז הסבר אבולוציוני.

 

[miyamoto]

כידוע,

החי לא ישן סתם כמתחשק לו (מלבד אלו היכולים להרשות לעצמם, כתוצאה מהטכנולוגיה המודרנית). עם רדת החשכה מופרשים כימיקלים שונים (ביניהם מלטונין, אם זכרוני אינו מטעני) אשר גורמים להשראת שינה ומכאן להירדמות. (ישנן החי כמובן אצלו זה הפוך, תלוי בשעות בהן צד). אני חושב שמכאן להסבר דרך ברירה טבעית הדרך לא ארוכה במיוחד, לא קשה כל כך לעשות את הקישור. אגב, סתם תיקון קטנוני, בשינה אנחנו לא במצב של חוסר-הכרה. חוסר-הכרה מתבטא באיבוד טונוס שרירים ועוד תופעות לא נעימות, "תודה לאל" (^^) שאנחנו לא מאבדים את ההכרה כל לילה.

 

[dan154]

לא הסברת כלום

הבאת סיבה מקורבת ולא ראשונית. ולמה אנחנו בנויים כך שבלילה מופרשים הכימיקלים האלה? מה היתרון ההישרדותי שבשינה?

 

[miyamoto]

רק קישרתי.

לצערי, עוד לא הספקתי ללמוד מספיק אודות הנושא כדי שאוכל לענות בצורה מספקת. כל שאני יכול זה לשער השערות. אבל עלתה לי שאלה מעניינית. מעניין מתי התחלנו לחלום. נקרא בדיון, בטח יהיה מעניין.

 

[Wakamusha]

לצערי הפורום לא מגיב

בנתיים לא שמעתי רעיונות מהפכניים מדי. wake up people

 

[Wakamusha]

אבל לא ענית על השאלה בעצם..

 

[Wakamusha]

אוקיי, רעיון

הנה דעתו של דניאל דנט (הפילוסוף המדעי, קוגנסנטי בעל שם עולמי בנושא אבולוציה). אבל אני משער לעצמי שייתכן ומישהו יביא דעה יותר מגובית בראיות. (או יפריך את דעתי עם ראיות סותרות, שזה גם יתקבל בברכה, למרות שעדיף שתוצע גם אלטרנטיבה כלשהי) בהתחשב בעובדה שלא לכל אורגניזם יש "פונקציית שינה" - אני חושב שכדי לענות על השאלה "מדוע אנו ישנים" צריך לשאול קודם כל "מדוע אנחנו ערים בכלל?" אפשר להגיד שפונקציית השינה היא פחות או יותר ייחודית למטאזואה, וכן, למעשה, "פונקצייה העירות" - ומה עוד ייחודי למטאזואה? Locomotion! ניידות! אחד ההגדרות של מטאזואה בכלל זה שהם נעים (בתווך מסוים, זו ההגדרה של locomotion לעומת סתם motion - בין אם זה אוויר, מים או יבשה) בואו נחשוב רגע על חישובי cost-benefit. ניתן להגיד שהניצול המקסימלי של אנרגייה יהיה לאורגניזמים שישנים כל הזמן (כמות האנרגיה שמושקעת במצב של שינה היא אפסית לעומת כמות האנרגיה שמושקעת במצב של עירות, עם כל הפעילויות שנלוות לכך, ציד, התרבות וכו') לדעתי, עניין העירות והשינה הוא סוג של Forced move אבולוציוני, שכן הואיל וכל המטאזואה (לפי הגדרה) הם הטרוטרופיים, הם *חייבים* לנוע במרחב כדי להתרבות ולשרוד (לעומת צמחים שהם אוטוטרופיים , לפחות ברובם, תקנו אותי אם יש יוצאים מן הכלל. צמחים , הרי, משיגים את ה"מזון" שלהם באמצעות פוטוסינתזה (זוהי הפשטה גסה, אבל הנקודה החשובה הובהרה) - ואינם צריכים לנוע במרחב כדי להשיג מזון ולהתרבות.) אז מה למעשה כאן הוא עניין הcost-benefit? אתה צריך לכלכל מערכת ביולוגית שלעומת קודמיה (האוטוטרופיים) צריכים להשקיע הרבה יותר אנרגייה to walk about. בהתחשב ביתרונות האדירים שיש להטרוטרופיים מבחינת צריכת האנרגייה (כמות האנרגייה שניתן להשיג בהטרוטרופייה עולה בהרבה על אוטוטרופיה, אפשר להגיד שזה מקביל כמו כמות הATP שנוצר בנשימה ארובית לעומת אנארובית, but not quite.) אז השינה היא סוג של קומפנסציה - אי אפשר *תמיד* להיות במצב של עירות מהסיבה הפשוטה שזה "עולה יותר מדי" - באופן עקרוני, אם אורגניזם יכל היה "לישון כל הזמן" (כמו שin a way, עצים עושים במשך מאות שנים) - זה היה יכול להיות אידיאלי מבחינתו אם צריכת האנרגיה שלו לא הייתה נובעת מיכולת התנהלות במרחב. הייתי מת לראות את הדעה הזו (או כל דעה אחרת) מגובית בראיות, אבל כרגע it's all I got.

 

[Wolverchenus]

אני אנסה

בדרך כלל יצורים שישנים ערים בשעות שבהן הם הכי יעילים לצייד. בני אדם נוטים לישון כשחשוך, יצורי לילה ערים בלילה. אני מניח שאם צריכת האנרגיה מופחתת בזמן השינה אז אולי בזה יש משהו. אין טעם להיות בשיא צריכת אנרגיה כשאתה בשפל של היכולת שלך לצרוך אנרגיה. זה הרבה יותר יעיל להיות בשיא צריכת אנרגיה כשאתה יכול להשיג אותה ובשפל כשאתה לא יכול.

 

[Wakamusha]

ייתכן שמדובר כאן במקרה של

"לשים את העגלה לפני הסוס" איני בטוח אם השינה התפתחה לפני או אחרי שהייתה דיויזיה של חיות יום וחיות לילה. מה גם שאין שום חובה להיות "ישן" בשעות ה"לא-פעילות שלך" גם אם אנחנו מתעלמים ממשתנה ה"מה קודם למה" - צריך לשאול עד כמה יש הבדל בין לשבת ולא לזוז לבין *לישון* פרופר (ייתכן שהשינה כפונקציה ביולוגית אכן התפתחה כאדפטציה ששיפרה את החסכון באנרגיה.. למרות שלדעתי, מה שהתפתח קודם היה העירות ולא השינה, שכן "שינה" הוא סביר להניח המצב ה"פרימיטיבי" יותר ליצורים טרום-מטאזואים) יש כאן גם התעלמות מנושא החשיפות לטורפים.. כשאתה ישן (במיוחד אם אתה חיית לילה שישנה ביום) - אתה חשוף לטורפים ואינך מסוגל לנוס מהם (כמובן שייתכן שיש אדפטציות מיוחדות, who knows) ליצורים שפעילים בלילה זה בכלל מסוכן, כי אם הם ישנים ביום, אז שוק הטורפים העצום שטורף ביום יכול פשוט לקרוע להם את הצורה. ייתכן, אולם, שיצורים אלה בכוונה בוחרים מקומות להתחבא בהם במהלך היום כדי שהם יוכלו לישון. השאלה היא אם בסופו של דבר יש כאן חישוב cost-benefit הגיוני.

 

[Wakamusha]

עוד רעיון - סוגי שינה ואדפטציות.

אוקיי, שברתי על זה את הראש עוד קצת, וחשבתי על משהו. השינה, כידוע, מחולקת לכמה שלבים פחות או יותר רציפים (כמובן שכמו כל דבר במציאות האמיתית, הדברים הרבה יותר "אנלוגיים" מזה) : ידידי dan154 הזכיר בפניי ניסוי בו בני-אדם שישנו באופן בלתי-רציף כמות שינה מלאה, אך נעורו משנתם לפני שהם הספיקו להתחיל שינת REM (שינת Rapid-Eye Movement, זהו למעשה השלב בו מתחילים החלומות, וזוהי שינה הרבה יותר עמוקה - דן לא הזכיר זאת, אבל זכור לי שבמחקרים של מדעי מוח ראו הבדלים מהותיים בפעילות המוחית בשלב שינה זה. הרבה יותר קשה להעיר מישהו משינה כשהוא בשינה זו) ייתכן שאפשר להתמודד עם הקושי בחשיבה על בעיית השינה אם ננסה לחלק את השינה לשלבים אלה ולחשוב על כל שלב כשלב אדפטיבי בהתאם ללחצי הברירה על פונקציית השינה . (כמובן הכל כאן זה רעיון שלי, אני אשמח להפרכה והבהרה.) אני מנסה לדמיין הומו ספיינס בתקופת הפלייסטוקן מנסה ללכת לישון באיזה מערה או באיזשהי צמחייה או כל איזור אחר שעשוי להוות לו מקלט ומחסה. בשינה השטוחה סביר להניח שכל רעש ותנועה חשודה תעיר את האדם הארכאי ותגרום לו להיות דרוך להלחם על השרדותו. בהנחה שהוא הצליח להיות במצב של שינה שטחית לתקופה שהתפתחה (אם איני טועה מדובר במשהו כמו 3 שעות עד שמתחיל הREM) - אפשר להגיד שהמקום בו הוא בחר לנוח הינו בטוח פחות או יותר למנוחה ולכן הוא יכול לעבור למצב של "שינה אמיתית" - מצב בו צריכת האנרגייה הקוגנטיבית שלו יורדת לאיזשהו רף נמוך הייחודי אך ורק לשינה כזו (מה שהופך אותה לנחוצה להשרדות ipso facto) - ייתכן שההצעה הנ"ל מיישבת את מחלוקת הcost-benefit שהעליתי - שכן למעשה בשינה שטחית הסיכון שנעשה לבע"ח הישן נמוך בהרבה מאשר הסיכון בשינה הלא-שטחית, וזהו הימור בטוח (arguably) שאם הוא הצליח לישון במשך 3 שעות ברצף ואף אחד לא הפריע לו, כנראה שמקום המחסה שהוא בחר בטוח מספיק כדי שגם לא יפריעו לו בזמן שהוא *באמת* ישן. ובכל מקרה, גם משינה עמוקה ניתן להקיץ אם הגירוי החיצוני גדול מספיק.

 

[dan154]

אבל למה לישון מלכתחילה?

שינה שטחית או לא, למה? למה אנחנו לא פשוט בוחרים מספר שעות ביממה לשבת ולא לעשות כלום, מבלי לבזבז הרבה אנרגיה אבל גם מבלי לאבד את ההכרה? למה הגוף שלנו צריך להרדים אותנו בכוח בשביל להיכנס למצב של חסך אנרגטי, ולא להרגיע אותנו קצת במשך הלילה כך שנבחר לפעול פחות ? למה לפי דעתך צריכת האנרגיה הקוגנטיבית יורדת בשינת חלומות בניגוד לשינה "שטחית"? מדוע שינת חלומות איכותית יותר ורצויה בכלל? אם שינה היא רק עניין של לא לבזבז אנרגיה, מה בשינת חלומות עושה אותה יותר חסכנית באנרגיה משינה שטחית?

 

[Wakamusha]

אני מוכרח להודות שהרהרתי בכך

אני משער שחסך אנרגטי הוא אינו המרכיב היחידי בחישובי הcost-benefit הרלוונטים! אני שואל את עצמי מה עוד קורה בדיוק (פיזית) במהלך השינה עצמה, שיכול לעזור לנו יותר לעשות את הreversed engineering שאנחנו מתיימרים לעשות. מה אם, נגיד (אני אעשה קצת עבודת גוגל אחר-כך ואראה אם אפשר לאמת את זה), במהלך השינה קורים דברים מהותיים שלא יכולים לקרות בשום זמן אחר, ו*דורשים* מצב של אי-תנועה - כמו ארגון מחדש של גנגליה מסוימים במוח (זוהי לא טעות כתיב, גנגליה זה הרבים של גנגליון) , או אי אילו "עבודות תחזוקה" קוגנטיביות ש*דורשות* צריכת חמצן שונה ושאר "שינויי גיר פיזיולוגיים" שאינם תואמים למצב העירות?? הדבר יסביר מצוין את העובדה שצריך להיות נייחים בצורה *מיוחדת* (ועם פחות הכרה) לעומת סתם , נגיד, לשבת או לשכב עם עיניים עצומות, אך להיות ערים. מה אם הצמיחה הגופנית יכולה לקרות אך ורק במהלך השינה (או בעיקר במהלך השינה) ? במה עוד תופעת השינה תלויה ? ומה הם התנאים שקדמו לה שהפכו אותה להכרחית? אם אנחנו תלויים בשינת REM כדי להמנע מטירוף (שנובע מחסכים פיזיולוגיים שנוצרים מהימנעות התהליכים המלווים לשינה) , כדי לצמוח , לגדול, להתחזק ולהחלים מפצעים - הרי שהדבר מאוד מבאר מדוע התפתחו אדפטציות שכאלה. לסיכום, אני חושב שאפשר לחשוב רק מזווית אבולוציונית על האדפטציות המלוות בשינה.. אבל אין לשכוח שאולי התופעה מספיק מורכבת כדי שלא נוכל להבין את מרכיביה האבולוציוניים לפני שנדע מה הם המרכיבים הטכניים של תופעת השינה.

 

[Crimson Dawn]

REM

בשלב ה-REM פעילות המוח היא כמו במצב של עירנות רק שהגוף משותק כדי שלא יתנהג ללא מודעות. פעילות המוח יורדת מעירנות לשינה ואז עולה משינה לשנת חלום וחוזר חלילה כאשר כל פעם גדל אחוז שנת החלום מתוך כל המחזור, תקופת השינה העמוקה היא דווקא באמצע המחזור בין עירנות ל-REM או בין REM אחד לאחר. אך עדיין בשלב ה-REM המוח מקבל את הגירויים שלו מתוך המוח ולא מבחוץ דרך החושים כך שסף הגירוי הוא אכן גבוה יותר אם כי אין זה אומר שקשה להעיר בן אדם בשלב זה רק צריך לדעת איך, לא רק שניתן להעיר אדם בשלב זה אלא גם אם מעירים אותו בשלב זה הוא יזכור את החלום שהיה לו באותו הזמן. ההבדל בין מצב העירנות למצב ה-REM אינו רק במקור הגירויים ובשיתוק הגוף שמאפיין את שנת ה-REM אלא שבשנת REM החלק השמאלי במוח, זה שבו מצויה המודעות ישן ולכן ההזיות שחווים הן בעלות אופי לא הגיוני. ישנן שיטות להיכנס לשנת REM במצב של מודעות, אם על ידי כניסה למצב מודעות בזמן חלום בעזרת סימנים מנחים, בדיקת מציאות/בדיקת הגיון, או באמצעות שימור פעילות המודע תוך שלבי החלום האחרים. כמו למשל בפורום הזה: http://www.tapuz.co.il/tapuzforum/main/forumpage.asp?id=27

 

[Wakamusha]

אין הבדל בפעילות המוחית?

ייתכן שאם כן היה הבדל - אז הדבר היה יכול להסביר מדוע אנשים שלא חווים שינת REM מאבדים את שפיותם - שכן ייתכן שמדובר במעין "עבודת תחזוקה נוירולוגית". אבל זהו איננו בוודאי ההסבר היחידי. תגובה מעניינת, אבל עדיין לא ניסית לתת הסבר אבולוציוני לאדפטציית השינה, שזהו נושא השרשור.

 

[22ק ו ס ם]

אתה רק מתאר את מה שידוע

אתה לא מסביר למה זה כך ולא אחרת. האמת שאין היום הסבר טוב למה אנחנו זקוקים לשינה.

 

[Wakamusha]

אין לך רעיונות?

 

[SilentMike]

הנה רעיון.

מה יש לך לעשות בלילה אם אתה חיה של יום (או ביום אם אתה חיה של לילה)? עדיף כבר שתכבה מנועים, תוריד פרופיל כדי שלא יאכלו אותך, ותשמור אנרגיה עד הבוקר. וברגע שאתה כבר בלאו הכי לא עושה שום דבר המוח ינצל את זה בשביל קצת תחזוקה או משהו. לא עוברים יותר מדי דורות וזה כבר נהיה חיוני.

 

[Wakamusha]

יש משהו בכלל לא טריויאלי

לעשות בלילה אם אתה חיה של יום - וזה להמנע מלהיאכל! זו בדיוק הבעיה עם שינה. מדובר כאן במצב שהוא ללא ספק עמדת נחיתות לא קטנה עבור היצור הישן. מה גם שכל יצורי הלילה ישנים ביום - מה שעוד יותר תמוה שאלא אם כן כל היצורים הליליים הם פנוטיפית כאלה שמוצאים מקומות להתחבא בהם כדי לישון - הם אפילו יותר חשופים לפגיעה מבחוץ מיצורי היום. אני חושב שאם היינו יודעים טיפה יותר (לא הקהילה המדעית, אלא אנו , חובבנים חביבים (לפחות אני, איני יודע אם אתה חובבן או לא) ) על מנגנוני השינה עצמה ומה הם כוללים - אולי היינו יכולים לבצע יותר ספקולציות משכנעות בנוגע לריזונינג האבולוציוני של השינה. ההסבר, כאמור, גם לא מתייחס לעובדה שאתה לא חייב ממש *לישון* כדי לכבות מנועים. מצד שני, אם יובהר (לי לפחות) שבזמן השינה צריכת האנרגייה מאוד מאוד נמוכה יחסית או שקורים בה תהליכים קריטיים להשרדות האורגניזם שלא יכולים לקרות במצב של עירות - זה ישפוך המון אור על הנושא.

 

[SilentMike]

בהחלט.

זה בכלל לא טריוויאלי. אבל יש לך לפחות צעד ראשון. ראשית חוכמה, תוריד פרופיל ותחסוך באנרגיה. חלק מהחיסכון באנרגיה זה גם לעמעם את המוח שיכול להיות צרכן רציני. אז אם האבולוציה מחפשת לפרוץ דרך יש לה פה הזדמנות. מן הסתם לא בכל הצורות היא ניצלה אותה, וכמובן שיועיל כאן ידע במדעי המוח (neuroscience). אבל מה לעשות שזה קצת מסובך...

 

[Wakamusha]

תודה רבה

זו ללא ספק תופעה מאוד תמוהה. אני חייב להודות שאני רואה בתופעת השינה המון מיסתורין (בתופעה עצמה ולא רק בסיבתיות שלה) - חבל שאין מומחים בתפוז שאפשר לפנות אליהם בקשר לתחום הזה - במיוחד שכן מדובר בתופעה מאוד רחבת-היקף שמתרחשת בחלק גדול מעולם החי. אולי היה זה שאפתני מדי לחשוב שניתן להגיע לאנקדוטות מעניינות מבלי הידע הטכני בנוירוסיינס.