Anabiosis: teknolohiya ng malalim na pagyeyelo ng mga tao

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Noong nakaraang linggo, isang grupo ng mga eksperto ang nagtipon sa New Orleans upang pag-aralan ang posibilidad ng paglubog ng mga tao sa "synthetic" hibernation, o artipisyal na hibernation. Natututo ang mga siyentipiko mula sa kalikasan sa pamamagitan ng pagsisikap na maunawaan ang mga salik na humahantong sa hibernation at muling paggising sa mga hayop.

Walang pelikula tungkol sa interstellar travel na kumpleto nang walang malalim na tulog. "Prometheus", "Passengers", saanman nakikita natin kung paano gumising ang mga pangunahing karakter sa mga hibernation cabin, i-restart ang kanilang marupok na pisyolohiya mula sa isang mahabang estado ng hindi kumikibo na fossil - madalas na may pagsabog ng mga gastric fluid, iyon ay, simpleng pagsusuka. Mukhang may katuturan ang brutal na prosesong ito. Pagkatapos ng lahat, ang mga tao ay hindi natural na hibernate. Ngunit ang isang maliit na grupo ng mga siyentipiko ay sinusubukang pagtagumpayan ang kalikasan at ilagay ang mga tao sa artipisyal na hibernation. Kung matagumpay, maaari nilang maantala ang pagtanda, pagalingin ang mga sakit na nagbabanta sa buhay, at dalhin tayo sa Mars at higit pa.

Noong nakaraang linggo, isang grupo ng mga eksperto ang nagtipon sa New Orleans upang pag-aralan ang posibilidad ng paglubog ng mga tao sa "synthetic" hibernation, o artipisyal na hibernation. Natututo ang mga siyentipiko mula sa kalikasan sa pamamagitan ng pagsisikap na maunawaan ang mga salik na humahantong sa hibernation at muling paggising sa mga hayop.

Ang misteryo ng hibernation

Ano ang mas mahusay para sa pagtagumpayan ng mahabang haba ng buhay sa mga kondisyon ng pagbabanta ng lamig at kakulangan ng pagkain kaysa sa paglubog sa malalim na kawalan ng malay? Karamihan sa mundo ng hayop ay napupunta sa hibernation: mga oso, squirrel, hedgehog. Maging ang ating mga pinsan na primate, ang fat-tailed lemur, ay bumababa sa kanilang metabolic rate kapag lumiliit ang mga suplay ng pagkain.

Paano naman tayo? Bagama't sa kasamaang-palad ay hindi tayo naghibernate, ang ilang "mga himala" ay nagmumungkahi na ang metabolic deep freezing ay maaaring makatulong na mapanatili ang ating mga nasirang katawan para sa hinaharap.

Noong 1999, nahulog sa yelo ang radiologist na si Anna Bagenholm habang nag-i-ski sa Norway. Sa oras na nailigtas siya, mahigit 80 minuto na siyang nasa ilalim ng yelo. Sa lahat ng mga account, clinically siya ay patay - walang hininga, walang pulso. Bumaba ang temperatura ng kanyang katawan sa hindi pa nagagawang 13.7 degrees Celsius.

Gayunpaman, nang unti-unting pinainit ng mga doktor ang kanyang dugo, unti-unting gumaling ang kanyang katawan. Kinabukasan, na-restart ang puso. Makalipas ang labindalawang araw, binuksan niya ang kanyang mga mata. Sa kalaunan ay ganap siyang gumaling.

Ang kaso ni Bagenholm ay isa lamang pahiwatig na ang mga tao ay may kakayahang makabawi mula sa mga malubhang depress na metabolic na estado. Sa loob ng maraming taon, gumamit ang mga doktor ng therapeutic hypothermia, na nagpapababa ng temperatura ng katawan ng ilang degree sa loob ng ilang araw, upang matulungan ang mga pasyente na makayanan ang pinsala sa utak o naantala na epilepsy.

Ang mabilis na paglamig ay nakakatulong na mapanatili ang mga tisyu na naputol mula sa suplay ng dugo, kaya nangangailangan sila ng mas kaunting oxygen upang gumana. Sa China, pinananatiling frozen ng mga eksperimento ang mga tao nang hanggang dalawang linggo.

Napakalaki ng pangako ng therapeutic hypothermia na noong 2014 ay nakipagsosyo ang NASA sa SpaceWorks na nakabase sa Atlanta at nagbigay ng pre-funding para sa isang space travel hibernator para sa isang misyon sa Mars.

Bagama't ang paglipad sa kalawakan ay tumatagal lamang ng ilang buwan, ang paglalagay ng mga astronaut sa isang hindi aktibong estado ay maaaring lubos na mabawasan ang dami ng pagkain na kailangan at ang laki ng tirahan. Ang pagkakatulog ay maaari ring maiwasan ang malubhang epekto mula sa mababang gravity, tulad ng mga pagbabago sa daloy ng cerebrospinal fluid, na maaaring negatibong makaapekto sa paningin. Ang direktang pagpapasigla ng kalamnan, sa kagandahang-loob ng hibernation cradle, ay maaaring maiwasan ang pagkawala ng kalamnan sa mga zero-gravity na kondisyon, at ang isang malalim na estado ng kawalan ng malay ay maaaring potensyal na mabawasan ang mga sikolohikal na problema tulad ng pagkabagot at kalungkutan.

Ang proyekto ay pumasok sa ikalawang yugto ng pagpopondo, ngunit maraming mga katanungan ang nananatili para dito. Ang isa sa mga ito ay nauugnay sa katotohanan na ang matagal na hypothermia ay may kahila-hilakbot na epekto sa kalusugan: maaaring lumitaw ang mga clots ng dugo, pagdurugo, impeksyon, pagkabigo sa atay. Sa isang spacecraft na walang mga sopistikadong medikal na aparato, ang mga komplikasyon na ito ay maaaring nakamamatay.

Ang isa pang problema ay hindi natin lubos na nauunawaan kung ano ang nangyayari sa hayop kapag ito ay pumasok sa hibernation. Ito ang sinusubukang lutasin ng kumperensya ng New Orleans.

Biyolohikal na inspirasyon

Naniniwala si Dr. Hannah Carey mula sa Unibersidad ng Wisconsin na ang posibilidad ng paglulubog sa hibernation ay hindi dapat hanapin sa medisina, ngunit sa kalikasan.

Pinag-aaralan ni Carey ang mga gawi ng hibernation ng land squirrel, isang maliit na omnivorous rodent na gumagala sa mga prairies ng North America. Mula sa huling bahagi ng Setyembre hanggang Mayo, ang ground squirrel ay hibernate sa ilalim ng lupa burrows, surviving matinding taglamig.

Isa sa mga kakaibang obserbasyon ni Carey ay ang mababang metabolic rate ay hindi tumatagal sa buong taglamig. Pana-panahong lumalabas ang mga natutulog na hayop sa kanilang torpor sa loob ng kalahating araw, na nagpapataas ng temperatura ng kanilang katawan sa isang normal na antas. Gayunpaman, hindi pa rin kumakain o umiinom ang mga hayop sa mga panahong ito.

Matagal nang hinahangad ng mga neuroscientist na bumuo ng isang komprehensibong listahan ng mga benepisyo ng pagtulog. Halimbawa, ipinapakita ng pananaliksik na ang pagtulog ay tumutulong sa utak na alisin ang mga nakakalason na basura mula sa lymphatic system at pinapayagan ang mga synapses ng utak na "mag-reboot". Kung ang hibernation mismo ay humahantong sa isang estado ng kawalan ng tulog, makakatulong ba dito ang pana-panahong pagtulog?

Hindi pa namin alam. Ngunit naniniwala si Carey na ang mga resulta ng mga pag-aaral ng hayop ay nagpapakita na sa paghahanap para sa hibernation ng tao, ang pag-aaral ng biology ng mga natural na hibernator ay magbubunga ng mas maraming resulta kaysa sa paglalapat ng mga medikal na kasanayan batay sa hypothermia, iyon ay, hypothermia.

Artipisyal na paglulubog sa pagtulog

Habang sinasaliksik nina Carey at Vyazovsky kung paano tinutulungan ng hibernation ang mga hayop na manatiling malusog, si Dr. Matteo Serri ng Unibersidad ng Bologna sa Italya ay kumuha ng bahagyang naiibang landas: kung paano artipisyal na magdulot ng pamamanhid sa mga hayop na hindi naghibernate?

Ang sagot ay maaaring nasa isang maliit na grupo ng mga neuron sa rehiyon ng utak ng raphe pallidus. Dahil kapansin-pansing bumagal ang metabolismo sa panahon ng hibernation, ang mga mekanismo ng hormonal at utak ay malamang na mag-trigger ng prosesong ito.

Noong 2013, ang kanyang pangkat ng mga siyentipiko ay isa sa mga unang naglagay ng mga daga sa hibernation. Kadalasan ang mga hayop na ito ay hindi natutulog sa taglamig. Sila ay tinurok ng isang kemikal sa raphe pallidus upang pigilan ang aktibidad ng neuronal. Ang mga neuron na ito ay karaniwang kasangkot sa "thermoregulatory protection mula sa malamig," sabi ni Serry, na nangangahulugang nag-trigger sila ng mga biological na tugon na humahadlang sa pagbaba ng temperatura ng katawan.

Pagkatapos ay inilagay ang mga daga sa isang madilim, malamig na silid at pinakain ang isang diyeta na mataas sa taba, na kilala upang mabawasan ang metabolic rate.

Ang pag-off ng mga proteksiyon na neuron sa loob ng anim na oras ay humantong sa isang matinding pagbaba ng temperatura sa utak ng mga daga. Bumagal at bumaba rin ang mga rate ng kanilang puso at presyon ng dugo. Sa kalaunan, ang pattern ng mga alon ng utak ay nagsimulang maging katulad ng pattern ng mga alon ng mga hayop sa isang estado ng natural na hibernation.

Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay ay na nang ihinto ng mga siyentipiko ang "paggamot", ang mga daga ay nakabawi - kinabukasan ay hindi sila nagpakita ng mga palatandaan ng abnormal na pag-uugali.

Nabigo ang mga nakaraang pagtatangka upang himukin ang torpor sa mga hayop na hindi hibernate, ngunit ipinakita ng pag-aaral na ito na ang pagsugpo sa mga neuron sa raphe pallidus ay mahalaga para sa pag-udyok sa isang tulad ng torpor na estado.

Kung ang mga resultang ito ay kinumpirma ng halimbawa ng mas malalaking mammal, makatuwirang lumipat sa hibernation sa mga tao. Nagsusumikap si Serri at iba pa upang higit pang pag-aralan ang kontrol ng utak sa pamamanhid at kung paano ito i-hack para ilagay ang utak sa hibernation.

Anong susunod?

Ang paglulubog ng isang tao sa isang estado ng hibernation, hibernation, nasuspinde na animation - tawagan ito kung ano ang gusto mo - ay malayo pa rin sa katotohanan. Ngunit ang mga resulta ng pananaliksik ay unti-unting nagpapakita ng mga molekular at neuronal na mga kadahilanan na maaaring, sa teorya, ay nagbibigay sa amin ng isang malalim na estado ng pagyeyelo.