Niciun film despre călătoria interstelară nu este complet fără somn profund. „Prometeu”, „Pasageri”, peste tot vedem cum personajele principale se trezesc în cabine de hibernare, își repornesc fiziologia fragilă dintr-o stare lungă de fosile imobile - adesea cu erupția fluidelor gastrice, adică pur și simplu vărsând. Acest proces brutal pare să aibă sens. La urma urmei, oamenii nu hibernează în mod natural. Dar un mic grup de oameni de știință încearcă să depășească natura și să pună o persoană în hibernare artificială. Dacă au succes, pot întârzia îmbătrânirea, vindeca bolile care pot pune viața în viață și ne pot duce pe Marte și nu numai.
Săptămâna trecută, un grup de experți s-au reunit în New Orleans pentru a studia posibilitatea de a cufunda oamenii în hibernare „sintetică” sau hibernare artificială. Oamenii de știință învață din natură, încearcă să înțeleagă factorii care duc la hibernare și trezire la animale.
Misterul hibernării
Ce ar putea fi mai bine pentru a depăși lungi perioade de viață în condiții de iminentă frig și lipsă de hrană decât să vă plonjați într-o inconștiență profundă? Cea mai mare parte a lumii animale trece în hibernare: urși, veverițe, arici. Chiar și verișorii noștri primari, lămâia cu coadă grasă, își diminuează rata metabolică atunci când consumurile alimentare scad.
Ce zici de noi? În timp ce, din păcate, nu hibernăm, unele „minuni” sugerează că înghețarea profundă metabolică poate ajuta la păstrarea corpurilor noastre deteriorate pentru viitor.
În 1999, radiologul Anna Bagenholm a căzut prin gheață, în timp ce a schiat în Norvegia. În momentul în care a fost salvată, ea a fost mai mult de 80 de minute sub gheață. Din toate socotelile, din punct de vedere clinic era moartă - fără suflare, fără puls. Temperatura corpului ei a scăzut până la 13,7 grade Celsius fără precedent.
Cu toate acestea, când medicii i-au încălzit treptat sângele, corpul ei s-a vindecat lent. A doua zi, inima a fost repornită. Douăsprezece zile mai târziu, a deschis ochii. În cele din urmă, și-a revenit complet.
Video promotional:
Cazul lui Bagenholm este doar un indiciu potrivit căruia oamenii au capacitatea de a se recupera din stările metabolice grav depresive. Ani de zile, medicii au folosit hipotermie terapeutică, scăzând temperatura corpului cu câteva grade pe parcursul mai multor zile, pentru a ajuta pacienții să facă față leziunilor cerebrale sau epilepsiei întârziate.
Răcirea rapidă ajută la păstrarea țesuturilor care au fost tăiate din alimentarea cu sânge, astfel încât acestea necesită mai puțin oxigen pentru a funcționa. În China, experimentele au menținut oamenii înghețați până la două săptămâni.
Promisiunea hipotermiei terapeutice este atât de mare, încât în 2014 NASA s-a asociat cu SpaceWorks cu sediul în Atlanta și a oferit o finanțare prealabilă pentru un hibernator de călătorie spațială pentru o misiune pe Marte.
Deși zborul în spațiu durează doar câteva luni, punerea astronauților într-o stare inactivă poate reduce foarte mult cantitatea de hrană necesară și dimensiunea habitatului. Adormirea poate preveni, de asemenea, efecte secundare grave de gravitate scăzută, cum ar fi modificările fluxului de lichid cefalorahidian, care pot afecta negativ vederea. Stimularea musculară directă, amabilitatea leagănului de hibernare, poate preveni pierderea mușchilor în condiții de gravitație zero și o stare profundă de inconștiență poate minimiza probleme psihologice, cum ar fi plictiseala și singurătatea.
Proiectul a intrat în a doua etapă a finanțării, dar rămân multe întrebări pentru acesta. Una dintre ele este legată de faptul că hipotermia prelungită are un efect teribil asupra sănătății: pot apărea cheaguri de sânge, sângerare, infecție, insuficiență hepatică. Pe o navă spațială fără dispozitive medicale sofisticate, aceste complicații pot fi fatale.
O altă problemă este că nu înțelegem pe deplin ce se întâmplă cu un animal atunci când intră în hibernare. Aceasta a încercat să rezolve conferința din New Orleans.
Inspirație biologică
Dr. Hannah Carey de la Universitatea din Wisconsin consideră că posibilitatea hibernării oamenilor trebuie căutată nu în medicină, ci în natură.
Carey studiază obiceiurile de hibernare ale veveriței terestre, un mic rozătoare omnivor care străbate prairile din America de Nord. De la sfârșitul lunii septembrie până în mai, veverița măcinată hibernează în sălcii subterane, supraviețuind iernilor severe.
Una dintre observațiile curioase făcute de Carey este că ratele metabolice scăzute nu durează toată iarna. Periodic, animalele adormite ies din torsul lor timp de o jumătate de zi, ridicând temperatura corpului la un nivel normal. Cu toate acestea, animalele încă nu mănâncă și nu beau în aceste perioade.
Neurologii au căutat de mult să întocmească o listă cuprinzătoare a beneficiilor somnului. De exemplu, cercetările arată că somnul ajută creierul să curețe produsele reziduurilor toxice din sistemul limfatic și permite sinapselor creierului să „repornească”. Dacă hibernarea în sine duce la o stare de privare de somn, poate adormi periodic să vă ajute?
Încă nu știm. Dar Carey consideră că rezultatele studiilor efectuate pe animale arată că în căutarea hibernării umane, studierea biologiei hibernatorilor naturali va produce mai multe rezultate decât aplicarea practicilor medicale bazate pe hipotermie, adică hipotermie.
Somn artificial
În timp ce Carey și Vyazovsky explorează modul în care hibernarea ajută animalele să rămână sănătoase, dr. Matteo Serri de la Universitatea din Bologna din Italia a luat o cale ușor diferită: cum să inducem artificial amorțeala la animalele care nu hibernează?
Răspunsul poate fi într-un grup mic de neuroni din regiunea creierului raphe pallidus. Deoarece metabolismul încetinește dramatic în timpul hibernării, mecanismele hormonale și ale creierului sunt susceptibile să declanșeze acest proces.
În 2013, echipa sa de oameni de știință a fost una dintre primele care au pus șobolani în hibernare. De obicei aceste animale nu dorm iarna. Li s-a injectat o substanță chimică în pallida de raphe pentru a inhiba activitatea neuronală. Acești neuroni sunt de obicei implicați în „protecția termoregulatoare împotriva frigului”, spune Serry, adică declanșează răspunsuri biologice care contracarează scăderea temperaturii corpului.
Șobolanii au fost apoi plasați într-o cameră întunecată, rece și alimentați o dietă bogată în grăsimi, despre care se știe că reduce rata metabolică.
Oprirea neuronilor de apărare timp de șase ore a dus la o scădere bruscă a temperaturii în creierul șobolanilor. Frecvențele cardiace și tensiunea arterială au încetinit și au scăzut. În cele din urmă, modelul undelor cerebrale a început să semene cu modelul animalelor aflate într-o stare de hibernare naturală.
Cel mai interesant lucru a fost că, atunci când oamenii de știință au oprit „tratamentul”, șobolanii s-au recuperat - chiar a doua zi nu au arătat semne de comportament anormal.
Încercările anterioare de a induce torp la animale care nu hibernează au eșuat, dar acest studiu a arătat că inhibarea neuronilor în raphe pallidus este esențială pentru inducerea unei stări asemănătoare cu torp.
Dacă aceste rezultate sunt confirmate de exemplul mamiferelor mai mari, va avea sens să trecem la hibernare la om. Serri și alții lucrează pentru a analiza în continuare controlul creierului asupra amorțelii și cum să-l pirateze pentru a pune creierul în hibernare.
Ce urmeaza?
Imersiunea unei persoane într-o stare de hibernare, hibernare, animație suspendată - numiți-o așa cum doriți - este încă departe de realitate. Dar rezultatele cercetărilor dezvăluie treptat factori moleculari și neuronali care, în teorie, ne-ar putea oferi o stare de înghețare profundă.
Ilya Khel
