動物の睡眠

睡眠は、脳を持たないか原始的な脳しか持たない原始的な種を除くすべての動物にとって生物学的要件であると思われる。睡眠は、哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、魚類、そして何らかの形で昆虫にも観察されている。体内時計は、昼行性の生物（人間など）の夜間の睡眠と夜行性の生物（ネズミなど）の昼間の睡眠を促す。睡眠パターンは種によって大きく異なり、長期間睡眠をとらない種もあれば、片方の脳半球が眠り、もう一方の脳半球が起きている 片半球睡眠をとる種もある。

睡眠は、生理学的または行動学的に定義される。生理学的な意味での睡眠は、可逆的な無意識、特殊な脳波パターン、散発的な眼球運動、筋緊張の喪失（例外もあるかもしれない。鳥類と水生哺乳類の睡眠については後述）、および睡眠状態の喪失後の代償的な増加（睡眠恒常性として知られる）を特徴とする状態である（すなわち、覚醒状態が長く続くほど、その後の睡眠状態の強度と持続時間が長くなる）。^{[1] [2]}行動学的意味での睡眠は、最小限の動き、外部刺激への無反応（すなわち、感覚閾値の増加）、典型的な姿勢の採用、保護された場所の占有を特徴とし、これらはすべて通常 24 時間ごとに繰り返される。^[3]生理学的な定義は鳥類と哺乳類によく当てはまるが、脳がそれほど複雑でない他の動物では、行動学的定義がより頻繁に使用される。非常に単純な動物では、睡眠の行動定義のみが唯一可能な定義であり、その場合でも、動物の行動レパートリーは睡眠と覚醒を区別できるほど広範ではない可能性がある。^{[4]睡眠は冬眠や}昏睡とは対照的に、すぐに回復可能であり、睡眠不足の後にはより長く深い反動睡眠が続く。

もし睡眠が必須でなかったら、

• 全く眠らない動物種
• 通常より長く起きていた後、回復睡眠を必要としない動物
• 睡眠不足によって深刻な影響を受けない動物

これらの症状は複雑な動物には見られず、睡眠はこれらの動物にとって必要不可欠であると考えられています。睡眠は体と心を休めるのに役立ちます。研究結果によると、ラットは睡眠を取らないと数週間で死にます。十分な食物があるにもかかわらず、食欲が減退し、体重が減少し、最終的には死に至る傾向があります。^[5]

脳を持たない、または非常に単純な脳を持つ少数の原始的な動物を除けば、これらの基準のいずれかを満たす動物は今日まで発見されていない。 ^[6]ホホジロザメやシュモクザメなどのサメのいくつかの種は、酸素を含んだ水をえらに送るために常に動き続けなければならないが、海洋哺乳類のように一度に片方の大脳半球だけを使って眠ることも可能である。しかし、魚類が片脳睡眠が可能かどうかはまだ明確に示されていない。^[7]

睡眠という現象は、進化の過程で非常に古いルーツを持つようです。単細胞生物は必ずしも「眠る」わけではありませんが、その多くは顕著な概日リズムを持っています。淡水ポリプのHydra vulgarisとクラゲのCassiopeaは、睡眠のような状態が観察された最も原始的な生物です。^{[8] [9]}クラゲの睡眠状態を観察すると、睡眠状態には動物が脳や中枢神経系を持つ必要がないという証拠が得られます。^[10]線虫の C. elegansは、睡眠を必要とすると思われる別の原始的な生物です。この場合、脱皮の前の短い期間に無気力期が発生します。この事実は、睡眠が原始的に発達プロセスに関連していることを示している可能性があります。Raizenらの結果^[11]はさらに、睡眠が神経系の変化に必要であることを示唆しています。

ミツバチは昆虫の中でも最も複雑な睡眠状態をとる。^[12] 昆虫は眠るという結果が何十年も積み重なり、哺乳類や鳥類の睡眠に似ていることがわかった。しかし、睡眠科学者はこれらの結果を受け入れず、昆虫は睡眠を経験しないという広範な合意があった。これが最終的に受け入れられたのは、哺乳類とショウジョウバエであるキイロショウジョウバエの相同性を示したHendricks ら 2000 と Shaw ら 2000 ^{[13] [14]の遺伝子}発現研究が必要だった。小型無脊椎動物の睡眠の電気生理学的研究は複雑である。昆虫は活動と受動の概日リズムを経るが、一部の昆虫は恒常的な睡眠の必要性がないようだ。昆虫はレム睡眠を示さないようだ。しかし、ショウジョウバエは眠っているようで、その状態が系統的に乱されると認知障害につながる。^[15]ショウジョウバエの認知機能を測定する方法はいくつかある。一般的な方法は、ハエに光源につながるトンネルを飛ぶか、暗いトンネルを飛ぶかを選択させることです。通常、ハエは光に引き寄せられます。しかし、暗いトンネルの端に砂糖を置き、明るいトンネルの端にハエの嫌いなものを置くと、ハエは最終的に光ではなく暗闇に向かって飛ぶことを学びます。睡眠を奪われたハエはこれを学ぶのに長い時間がかかり、またそれをより早く忘れます。節足動物を実験的に通常よりも長く起きたままにしておくと、その後の休息期間が長くなります。ゴキブリでは、その休息期間は触角が折りたたまれ、外部刺激に対する感受性が低下するという特徴があります。^[16]ザリガニでも睡眠が報告されており、受動性と感覚刺激に対する閾値の上昇、および脳波パターンの変化を特徴とし、覚醒時のザリガニのパターンとは著しく異なります。^[17]ミツバチは睡眠を利用して長期記憶を保存することが示されています。^[18]ハエトリグモでも睡眠のような状態が報告されており、また、 レム睡眠のような状態を示唆する網膜運動の定期的な発作も報告されています。^[19]また、眠っているイカやタコもレム睡眠行動の兆候を示しています。^{[20] [21]}

魚類の睡眠は、現在も科学的研究が続けられているテーマである。^{[22] [23]}通常、魚類は活動していない期間があるが、この状態を奪われても特に反応は示さない。^[矛盾]常に群れをなして生活したり、絶えず泳ぎ続ける種（例えば、鰓のラム換気のため）の中には、眠らないのではないかと疑われている種もある。^[24]洞窟に住む特定の盲目の種についても疑問がある。 ^[25]しかし、眠る魚もいるようだ。例えば、ゼブラフィッシュ、^{[26] [27]} ティラピア、^[28] テンチ、^[29] ブラウンブルヘッド、^[30]スウェルシャーク[ ^{31] は}夜間に動かず反応しなくなる（スウェルシャークの場合は昼間も）。スペインホッグフィッシュやブルーヘッドラスは、手で水面まで持ち上げても反応しない。^[32]研究によると、一部の魚類（エイやサメなど）は片脳睡眠をとることが分かっており、これは脳の半分を眠らせているが、もう半分はまだ活動しており、眠っている間も泳いでいるということを意味する。^{[7] [33]} 1961年にヨーロッパの公立水族館で行われた約200種の観察研究では、明らかに眠っている例が多数報告されている。^[34]一方、睡眠パターンは簡単に乱れ、回遊、産卵、子育ての期間中は睡眠が消失することもある。^[35]

哺乳類、鳥類、爬虫類は、水に依存しないライフサイクルを持つ最初の脊椎動物である羊膜動物の祖先から進化しました。鳥類と哺乳類がレム睡眠とノンレム睡眠を示す唯一の既知の動物であるという事実は、分岐前の共通の特徴を示しています。^[36]しかし、魚類のレム睡眠のような睡眠に関する最近の証拠は、この分岐がこれまで考えられていたよりもはるかに早く起こった可能性があることを示唆しています。^[37]これまで、爬虫類は睡眠の起源を調査するのに最も論理的なグループであると考えられていました。爬虫類の日中の活動は、日光浴と短時間の活動的な行動を交互に繰り返しており、これは哺乳類の睡眠状態と神経学的および生理学的に顕著な類似点があります。レム睡眠は爬虫類の短時間の運動活動から進化し、徐波睡眠（SWS）は同様の徐波脳波パターンを示す日光浴状態から進化したと提案されています。^[38]

爬虫類には哺乳類の睡眠に似た静止期があり、動物が眠っているときには脳の電気的活動の減少が記録されている。しかし、爬虫類の睡眠中の脳波パターンは、哺乳類や他の動物で見られるものとは異なっている。^{[4]爬虫類では、}睡眠不足になると睡眠時間が長くなり、睡眠不足のときは通常の睡眠時よりも動物を目覚めさせるのに強い刺激が必要になる。これは、睡眠不足の後の睡眠が代償的に深くなることを示唆している。^[39]

2016年の研究^[40]では、オーストラリアのトカゲPogona vitticepsにREM睡眠とNREM睡眠のような段階が存在することが報告されました。両生類は活動していない期間がありますが、この状態では高い警戒心（潜在的に脅威となる刺激に対する感受性）を示します。

一部の鳥類や水生哺乳類と同様に、ワニ類も片脳睡眠が可能である。^[41]

鳥類の睡眠と哺乳類の睡眠には大きな類似点があり^{[42]、これが高等動物の睡眠が}レム睡眠とノンレム睡眠に分かれて温血動物とともに進化したという考えの根拠の一つとなっている。^[43]鳥類は哺乳類と同様に睡眠不足を補うために、より深く、より強い徐波睡眠（SWS）をとる。^[44]

鳥類にはレム睡眠とノンレム睡眠があり、その両方の脳波パターンは哺乳類のものと類似している。鳥類はそれぞれ睡眠時間が異なっているが、哺乳類で見られる睡眠と体重、脳質量、相対的脳質量、基礎代謝、その他の要因（下記参照）などの変数との関連は鳥類には見られない。異なる種の鳥類の睡眠時間の違いを唯一明確に説明できる要因は、捕食動物にさらされる環境で眠る鳥は、より保護された環境で眠る鳥よりも深い眠りが少ないということである。^[45]

鳥類は必ずしも睡眠負債を呈するわけではないが、水生哺乳類、そしておそらくは特定の種類のトカゲとも共通する（最後の点については意見が分かれている^{[説明が必要] ）特異性として、}片半球徐波睡眠という現象がある。これは、一度に一方の大脳半球で眠り、もう一方の半球を起こしたままにする能力である。 ^[46]片方の半球だけが眠っているときは、反対側の目だけが閉じられる。つまり、右半球が眠っているときは左目が閉じ、その逆もまた同様である。^[47]両半球間の睡眠の分配と片半球睡眠の量は、前の覚醒期間中に脳のどの部分が最も活動的であったか^[48]（その部分が最も深く眠る）と、捕食者からの攻撃のリスクレベルの両方によって決まる。群れの周囲にいるアヒルは、捕食者の攻撃を最初に察知する可能性が高い。これらのアヒルは群れの中央で眠るアヒルよりも片脳睡眠が著しく多く、開いた目で見た脅威的な刺激に反応する。 ^[49]

渡り鳥の睡眠については意見が分かれている。^[要出典]論争は主に渡り鳥が飛行中に眠ることができるかどうかについてである。^[要出典]理論的には、ある種の睡眠は飛行中に可能だが、技術的な問題により飛行中の鳥の脳活動を記録することはできない。

哺乳類の睡眠現象は多種多様である。一般的に、哺乳類はノンレム睡眠とレム睡眠を交互に繰り返すが、その現れ方はそれぞれ異なる。馬やその他の草食有蹄類は立ったまま眠ることができるが、レム睡眠（筋弛緩を引き起こす）のためには必ず短時間横になる必要がある。例えば、キリンはレム睡眠のために横になる必要があるのは一度に数分間だけである。コウモリは逆さまにぶら下がって眠る。オスのアルマジロはノンレム睡眠中に勃起し、ネズミではその逆が当てはまる。^[50]初期の哺乳類は多相性睡眠をとっていて、1日に複数回の睡眠に分割していた。多相性種は単相性種と比較して1日の睡眠時間が多く、睡眠サイクルが短いことから、多相性睡眠は睡眠の恩恵を得るための効率の悪い手段である可能性がある。そのため、基礎代謝率（BMR）が高い小型種は、睡眠パターンの効率が悪い可能性がある。したがって、単相性睡眠の進化は、哺乳類の体が大きく進化し、BMRが低くなったことでこれまで知られていなかった利点である可能性がある。^[51]

睡眠はエネルギーを節約するのに役立つと考えられることもありますが、この理論は、睡眠によって代謝が約5～10％低下するだけなので、十分ではありません。^{[52] [53]}さらに、哺乳類は冬眠中の低代謝状態においても睡眠を必要とすることが観察されており、その状況では、動物が眠るために低体温から常温に戻るため、実際にはエネルギーが純損失されます。 ^[54]

夜行性の動物は夜間に体温が高く、活動が活発になり、セロトニンが増加し、コルチゾールが減少する。これは昼行性の動物とは逆である。夜行性動物と昼行性の動物はどちらも夜間に視交叉上核の電気活動が増加し、それに応じて松果体からメラトニンが分泌される。^[55]夜行性の哺乳類は夜間も起きている傾向があり、昼行性の哺乳類と同様に夜間にメラトニンが増加する。^[56]また、多くの動物で松果体を除去するとメラトニンのリズムがなくなるが、概日リズムが完全に止まるわけではない。ただし、概日リズムが変化し、光の合図に対する反応が弱まる可能性はある。^{[57]昼行性の動物の} コルチゾールレベルは通常、夜を通して上昇し、目覚めている時間帯にピークを迎え、日中に減少する。^{[58] [59]}昼行性の動物では、夜間に眠気が増加する。

哺乳類によって睡眠時間は異なります。コウモリなど、1日18～20時間眠る動物もいれば、キリンなど、1日3～4時間しか眠らない動物もいます。近縁種の間でも大きな違いがある場合があります。また、実験室での研究と野外での研究でも大きな違いがある場合があります。たとえば、1983年の研究者は、飼育下のナマケモノは1日16時間近く眠ると報告しましたが、2008年に野生動物に装着できる小型の神経生理学的記録装置が開発されると、自然界のナマケモノは1日9.6時間しか眠らないことがわかりました。^{[60] [61]}

鳥類と同様に、哺乳類（一部例外あり、下記参照）の基本的なルールは、基本的に2つの異なる睡眠段階、すなわちレム睡眠とノンレム睡眠（上記参照）があることです。哺乳類の摂食習慣は睡眠時間と関連しています。1日の睡眠必要量は肉食動物が最も高く、雑食動物は低く、草食動物は最も低くなります。人間の睡眠時間は他の多くの雑食動物よりも短いですが、他の哺乳類と比較して異常に長いわけでも短いわけでもありません。^[62]

反芻動物（牛など）のような多くの草食動物は、起きている時間の大半を眠気の状態で過ごします。^{[さらなる説明が必要]}これは、草食動物が比較的睡眠を必要としない理由の一部かもしれません。草食動物では、体重と睡眠時間の間には逆相関が見られます。大型哺乳類は小型哺乳類よりも睡眠時間が短いのです。この相関関係は、異なる哺乳類間の睡眠時間の違いの約 25% を説明すると考えられています。^[62]また、特定の睡眠周期の長さは動物のサイズと関連しており、平均して、大型動物の睡眠周期は小型動物よりも長くなります。睡眠時間は、基礎代謝、脳質量、相対脳質量などの要因とも連動しています。^[要出典]種間の睡眠時間も BMR に直接関連しています。BMR が高いネズミは 1 日最大 14 時間眠りますが、BMR が低いゾウやキリンは 1 日 2～4 時間しか眠りません。^[63]

睡眠時間が長い種は白血球数が多いことから、睡眠時間を長くする哺乳類種は免疫系に投資しているのではないかと考えられている。^[64]ウマやキリンなど、よく発達した調節系を持って生まれた哺乳類は、ネコやネズミなど出生時に発達が遅れている種に比べてレム睡眠が少ない傾向がある。 ^[65]これは、ほとんどの哺乳類種において、成体よりも新生児の方がレム睡眠を必要とすることを反映していると思われる。多くの哺乳類は、非常に若いときは24時間のうちのかなりの時間を眠って過ごす。^[66]キリンは1日2時間、5～15分ずつ眠るだけである。コアラは最も長く眠る哺乳類で、1日約20～22時間眠る。しかし、シャチや他のイルカの中には、生後1か月間眠らないものもある。^[67]その代わりに、若いイルカやクジラは、母親が泳いでいる間、頻繁に体を母親の横に押し付けて休憩します。母親が泳ぐとき、母親は子供たちが溺れないように浮かせています。これにより、若いイルカやクジラは休息することができ、免疫系を健康に保つのに役立ちます。その結果、病気から守られます。^[68]この期間中、母親は子供たちを捕食者から守るために睡眠を犠牲にすることがよくあります。しかし、他の哺乳類とは異なり、大人のイルカやクジラは1か月間眠らずに過ごすことができます。^{[68] [69]}

飼育下の様々な哺乳類の24時間平均睡眠時間の比較^[70]

• 馬– 2時間^[71]
• ゾウ– 3時間以上^[63]
• 牛– 4.0 時間
• キリン– 4.5 時間
• 人間– 8.0 時間
• ウサギ– 8.4時間
• チンパンジー– 9.7時間
• アカギツネ– 9.8 時間
• 犬– 10.1 時間
• ネズミ– 12.5時間
• 猫– 12.5時間
• ライオンズ– 13.5時間
• カモノハシ– 14時間
• シマリス– 15 時間
• タイガース– 15.8時間
• オオアルマジロ– 18.1 時間
• ヒョウ– 18時間
• 小さな茶色のコウモリ– 19.9 時間

大きな違いがある理由として、「コウモリやげっ歯類のように隠れて昼寝をする哺乳類は、常に警戒している哺乳類よりも長く深い眠りをする傾向がある」という事実が挙げられる。捕食者をあまり恐れないライオンも比較的長い睡眠時間を持ち、一方ゾウは巨大な体を支えるためにほとんどの時間食べなければならない。小さな茶色のコウモリは昆虫の餌が手に入る夜間の数時間を除いてエネルギーを節約し、カモノハシはエネルギーの高い甲殻類を食べるため、他の多くの哺乳類ほど長い時間起きている必要はないと思われる。^[72]

ダッタが実施した研究は、記憶は睡眠から恩恵を受けるという考えを間接的に支持している。^[73]箱が作られ、一匹のネズミが端から端まで自由に動けるようになっていた。箱の底は鉄格子でできていた。箱の中では光が輝き、音も鳴る。5秒の遅延の後、電気ショックが与えられる。ショックが始まると、ネズミは箱の反対側の端まで移動でき、ショックは即座に終了する。また、ネズミは5秒の遅延を利用して箱の反対側の端まで移動し、ショックを完全に回避することもできた。ショックの長さは5秒を超えることはなかった。これはネズミの半数に対して30回繰り返された。残りの半分、対照群は同じ試験に入れられたが、ネズミは反応に関係なくショックを受けた。各トレーニングセッションの後、ネズミは記録ケージに入れられ、6時間のポリグラフ記録が行われた。このプロセスは3日間連続で繰り返された。試験後の睡眠記録セッション中、ラットは学習試験後に対照試験後よりも25.47％長くレム睡眠を過ごした。^[73]

ダッタ研究の観察によると、学習群は試験後の睡眠記録セッション中に、対照群よりもSWSで180％多くの時間を過ごしました。^{[74]この研究は、空間探索活動の後、実験後のSWS中に}海馬場所細胞のパターンが再活性化されることを示しています。ラットは、両端に報酬がある直線トラックを走らされました。その後、ラットは順応できるように30分間トラックに置かれ（PRE）、報酬ベースのトレーニングで30分間トラックを走り（RUN）、その後30分間休憩しました。

これら 3 つの期間のそれぞれで、ラットの睡眠段階に関する情報を得るためにEEGデータを収集しました。行動前 SWS (PRE) および行動後 SWS (POST) の 3 つの 10 分間隔における海馬場所細胞の平均発火率は、7 匹のラットによる 22 回のトラック ランニング セッションの平均として計算されました。結果によると、試行的な RUN セッションの 10 分後に、海馬場所細胞の平均発火率が PRE レベルから 12% 増加しました。20 分後、平均発火率は急速に PRE レベルに戻りました。空間探索後の SWS 中の海馬場所細胞の発火率の上昇は、空間探索の一種を扱った Datta の研究で徐波睡眠のレベルが上昇した理由を説明できます。

ラットでは、睡眠不足は体重減少と体温低下を引き起こす。無期限に起き続けたラットは皮膚病変、過食、体重減少、低体温を発症し、最終的には致命的な敗血症に至る。^{[75] 睡眠}不足はラットの火傷の治癒を妨げます。[76]対照群と比較した場合、睡眠不足のラットの血液検査では白血球数が20％減少し、免疫系に大きな変化が見られました。^[77]

2014年の研究では、マウスの睡眠を奪うと癌の増殖が促進され、癌を制御する免疫システムの能力が弱まることがわかった。研究者らは、睡眠を奪ったマウスでM2腫瘍関連マクロファージとTLR4分子のレベルが上昇していることを発見し、これがマウスの癌増殖感受性の増大のメカニズムであると提唱した。M2細胞は免疫システムを抑制し、腫瘍の増殖を促進する。TRL4分子は免疫システムの活性化におけるシグナル分子である。^[78]

単孔類（卵生哺乳類）は進化的に最も古い哺乳類のグループの一つであると考えられているため、哺乳類の睡眠の研究において特別な関心を集めてきた。これらの動物の初期の研究ではレム睡眠の明確な証拠が見つからなかったため、当初は単孔類にはレム睡眠は存在せず、単孔類が哺乳類の進化系統の残りから分岐して別の明確なグループになった後に発達したと想定されていた。しかし、単孔類の脳幹の脳波記録は、高等哺乳類のレム睡眠に見られるパターンと非常によく似た発火パターンを示している。^{[79] [80]}実際、動物の中で最も長いレム睡眠はカモノハシで確認されている。^[81]カモノハシではレムの電気的活性化が前脳に全く及ばないことから、夢を見ないことが示唆される。カモノハシの24時間当たりの平均睡眠時間は14時間にも及ぶと言われているが、これは高カロリーの甲殻類を食べているためかもしれない。^[72]

海洋哺乳類が深い眠りに陥ると、窒息して溺れたり、捕食者の格好の餌食になったりする可能性がある。そのため、イルカ、クジラ、鰭脚類（アザラシ）は泳いでいるときに片半球睡眠をとる。これにより、脳の片方の半球は完全に機能したまま、もう一方の半球は眠る。眠っている半球は交互になり、両方の半球が完全に休むことができる。^{[68] [82]}陸生哺乳類と同様に、陸上で眠る鰭脚類は深い眠りに陥り、脳の両半球が停止して完全な睡眠モードになる。^{[83] [84]} 水生哺乳類の乳児は乳児期にはレム睡眠をとらない。^[85]レム睡眠は加齢とともに増加する。

とりわけ、アザラシとクジラは水生哺乳類に属します。ミミのないアザラシとミミのあるアザラシは、2 つの異なる方法で水中で眠るという問題を解決しました。ミミのあるアザラシは、クジラのように片脳睡眠を示します。眠っている脳の半分は、呼吸するために水面に浮上しても目覚めません。アザラシの脳の半分が徐波睡眠を示す場合、反対側のひれとひげは動きません。水中にいる間、これらのアザラシは REM 睡眠をほとんどとらず、1 週間か 2 週間は REM 睡眠なしで過ごすことがあります。陸に上がるとすぐに、陸生哺乳類に匹敵する両側の REM 睡眠と NREM 睡眠に切り替わります。研究者は、REM 睡眠をこれほど多く失った後では「回復睡眠」がないことに驚いています。

ミミナアザラシは、ほとんどの哺乳類と同様に、水中、水面、または陸上で両半球状に眠ります。水中で眠っている間は息を止め、定期的に目を覚まして水面に出て呼吸します。鼻孔を水面より上にしてぶら下がることもでき、その姿勢でレム睡眠をとることができますが、水中ではレム睡眠をとりません。

レム睡眠は、イルカの一種であるゴンドウクジラで観察されている。 ^[86]クジラはレム睡眠をとらないようで、また、これによって何らかの問題も生じているようには見えない。海洋環境でレム睡眠をとることが難しい理由の1つは、レム睡眠が筋弛緩を引き起こすという事実である。つまり、骨格筋の機能的麻痺が、規則的な呼吸の必要性と結びつくことが難しい場合がある。^{[62] [87]} 意識のある呼吸をするクジラ目動物は眠るが、溺れる可能性があるため、長時間無意識でいることはできない。野生のクジラ目の睡眠に関する知識は限られているが、飼育下の歯クジラ目動物は片側脳のみで眠る片側徐波睡眠（USWS）を示すことが記録されている。これは、休息中に泳ぎ、意識的に呼吸し、捕食者や社会的接触を避けるためである。^[88]

2008年の研究では、マッコウクジラは一般的に日中に浅い水面下で垂直姿勢で眠り、その間は接触しない限り通過する船舶に反応しないことが分かり、このような潜水中にクジラが眠っている可能性が示唆された。^[89]

片半球睡眠とは、片方の大脳半球だけで眠ることである。この現象は鳥類や水生哺乳類で観察されている^[90]ほか、いくつかの爬虫類種でも観察されている（後者については議論がある。多くの爬虫類は片半球睡眠と解釈できるような行動をとるが、脳波研究では矛盾する結果が得られている）。片半球睡眠が発達する理由は、眠っている動物が環境から刺激（例えば脅威）を受け取ることができるようになること、また、動物が飛んだり、水中に浸かっているときに定期的に水面に浮上して呼吸したりできるようになるためであると考えられる。片半球にはノンレム睡眠のみが存在し、片半球睡眠には両半球の違いに関する連続性が存在するようです。片半球睡眠を示す動物では、片方の半球が深い眠りでもう一方の半球は起きている状態から、片方の半球が浅く眠り、もう一方の半球は起きている状態まであります。片半球睡眠を示す動物の片方の半球が選択的に睡眠を奪われると（片方の半球は自由に眠れるが、もう一方の半球は眠りに落ちると必ず目覚める）、両半球が自由に眠れるようになると、睡眠を奪われた半球の深い睡眠の量が選択的に増加します。

片半球睡眠の神経生物学的背景はまだ明らかではない。脳幹の左半分と右半分の接続を切断した猫の実験では、脳半球は非同期の脳波の期間を示し、その間、2つの半球は互いに独立して眠ることができる。 ^[91]これらの猫では、片方の半球がNREM睡眠でもう一方が覚醒している状態や、片方の半球がNREM睡眠でもう一方がREM睡眠の状態であることが観察された。猫が片方の半球が覚醒しているときにもう片方の半球がREM睡眠で眠る様子は見られなかった。これは、現在知られている限り、REM睡眠は片半球では起こらないという事実と一致している。

片脳睡眠が存在するという事実は、睡眠の必要性を主張する根拠として使われてきた。^[92] 全く眠らずに過ごす能力を発達させた動物はいないようだ。

冬眠する動物は、睡眠とは異なり、無気力状態にあります。冬眠は睡眠の必要性を著しく減らしますが、完全になくすわけではありません。冬眠する動物の中には、冬の間に何度か冬眠を終わらせて眠る動物もいます。^{[54]冬眠から目覚め} た冬眠動物は、冬眠期間中の睡眠不足のために反動睡眠に入ることがよくあります。冬眠中は十分に休息し、エネルギーを節約していますが、他の目的のためにも睡眠が必要です。^[54]

犬の夢については、バンクーバーのブリティッシュコロンビア大学の心理学名誉教授スタンレー・コーレンが研究している。研究者たちは、脳幹の橋を操作することで犬の夢を研究した。^{[93]彼は「}犬は夢を見るか？犬があなたに知ってほしいことのほぼすべて」（ノートン、2012年）の著者である。 ^[94]

ウィキメディア・コモンズには、眠っている動物に関連するメディアがあります。

• 魚の中で眠る
• 犬の夢