Joks filmas apie tarpžvaigždines keliones nėra baigtas be gilaus miego. „Prometėjas“, „Keleiviai“, visur matome, kaip pagrindiniai veikėjai prabunda užmigdymo kajutėse, pradeda savo trapią fiziologiją nuo ilgos nejudrių fosilijų būsenos - dažnai su skrandžio skysčių išsiveržimu, tai yra, tiesiog vėmimu. Šis žiaurus procesas atrodo prasmingas. Juk žmonės natūraliai žiemoja. Tačiau nedidelė mokslininkų grupė bando įveikti gamtą ir priversti žmogų dirbtinai žiemoti. Jei pasiseks, jie gali atidėti senėjimą, išgydyti gyvybei pavojingas ligas ir nuvežti mus į Marsą ir už jo ribų.
Praėjusią savaitę ekspertų grupė susirinko Naujajame Orleane ištirti žmonių pasinešimo į „sintetinį“užmigdymą ar dirbtinį užmigdymą galimybė. Mokslininkai mokosi iš prigimties, bando suprasti veiksnius, kurie lemia gyvūnų užmigimą ir atsibudimą.
- „Salik.biz“
Žiemojimo paslaptis
Kas gali būti geriau, norint įveikti ilgus gyvenimo etapus artėjančio peršalimo ir maisto trūkumo sąlygomis, nei pasinerti į gilią sąmonę? Didžioji dalis gyvūnų pasaulio patenka į žiemos miego režimą: lokiai, voverės, ežiukai. Net ir mūsų primatų pusbroliai, riebalai išsisiejantys lemūrai, keičia savo medžiagų apykaitą, kai maisto atsargos mažėja.
O kaip su mumis? Nors mes, deja, ne žiemojame, kai kurie „stebuklai“rodo, kad metabolinis gilus užšalimas gali padėti išsaugoti mūsų pažeistus kūnus ateityje.
1999 m. Slidinėdama Norvegijoje radiologė Anna Bagenholm krito per ledą. Iki to laiko, kai ji buvo išgelbėta, ji buvo po ledu daugiau nei 80 minučių. Vis dėlto kliniškai ji buvo mirusi - jokio kvėpavimo, pulso. Jos kūno temperatūra nukrito iki precedento neturinčio 13,7 laipsnio šilumos.
Tačiau kai gydytojai pamažu kaitino jos kraują, jos kūnas pamažu gydėsi. Kitą dieną širdis buvo vėl paleista. Po dvylikos dienų ji atvėrė akis. Galiausiai ji visiškai pasveikė.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Bagenholmo atvejis yra tik vienas užuominų apie tai, kad žmonės turi galimybę pasveikti po stipriai prislėgtos medžiagų apykaitos būsenos. Daugybę metų gydytojai naudojo terapinę hipotermiją, per kelias dienas keletą laipsnių nuleisdami kūno temperatūrą, kad padėtų pacientams susidoroti su smegenų sužalojimais ar uždelsta epilepsija.
Greitas vėsinimas padeda išsaugoti audinius, kurie buvo pašalinti iš kraujo, todėl jiems veikti reikia mažiau deguonies. Kinijoje eksperimentai žmones sulaikė iki dviejų savaičių.
Terapinės hipotermijos pažadai yra tokie dideli, kad 2014 m. NASA bendradarbiavo su Atlante įsikūrusiu „SpaceWorks“ir suteikė išankstinį finansavimą kosminių kelionių hibernatoriui misijai į Marsą.
Nors kelionės kosmose trunka tik kelis mėnesius, astronautų paleidimas į neaktyvų režimą gali drastiškai sumažinti reikalingo maisto kiekį ir buveinės dydį. Užmigimas taip pat gali užkirsti kelią rimtam šalutiniam mažo sunkio poveikiui, pavyzdžiui, smegenų skysčio tėkmės pokyčiams, kurie gali neigiamai paveikti regėjimą. Tiesioginis raumenų stimuliavimas, sutikus su užmigdymo lopšiu, gali užkirsti kelią raumenų praradimui, kai nėra gravitacijos, o gili sąmonės būsena gali sumažinti psichologines problemas, tokias kaip nuobodulys ir vienatvė.
Projektas įėjo į antrąjį finansavimo etapą, tačiau jam liko daug klausimų. Vienas iš jų yra susijęs su tuo, kad užsitęsusi hipotermija daro siaubingą poveikį sveikatai: gali atsirasti kraujo krešuliai, kraujavimas, infekcija, kepenų nepakankamumas. Erdvėlaivyje be modernių medicinos prietaisų šios komplikacijos gali būti mirtinos.
Kita problema yra tai, kad mes nevisiškai suprantame, kas nutinka gyvūnui, kai jis pereina į žiemos miego režimą. Būtent tai bandė išspręsti Naujojo Orleano konferencija.
Biologinis įkvėpimas
Hannah Carey iš Viskonsino universiteto mano, kad žmonių žiemojimo galimybės reikėtų ieškoti ne medicinoje, o gamtoje.
Carey tyrinėja sausumos voverės - mažo visaėdžių graužikų, kurie klaidžioja Šiaurės Amerikos girose, žiemojimo įpročius. Nuo rugsėjo pabaigos iki gegužės mėn. Voverė žiemoja požeminiuose urvuose, išgyvendama atšiaurias žiemas.
Vienas iš įdomių Carey pastebėjimų yra tai, kad žemas metabolizmo tempas neišlieka visą žiemą. Periodiškai miegantys gyvūnai pusę dienos išeina iš kankinimosi, pakeldami kūno temperatūrą iki normalaus lygio. Tačiau šiais laikotarpiais gyvūnai vis tiek nevalgo ir negeria.
Neuromokslininkai ilgai siekė sudaryti išsamų miego pranašumų sąrašą. Pavyzdžiui, tyrimai rodo, kad miegas padeda smegenims išvalyti toksiškas atliekas limfinėje sistemoje ir leidžia smegenims sinapsėms „paleisti“iš naujo. Jei žiemos miegas savaime lemia miego trūkumą, ar periodiškas užmigimas gali padėti?
Mes dar nežinome. Tačiau Carey mano, kad tyrimų su gyvūnais rezultatai rodo, kad ieškant žmogaus žiemojimo, natūralių žiemojimo augalų biologijos tyrimas duos daugiau rezultatų, nei taikant medicinos praktiką, pagrįstą hipotermija, tai yra, hipotermija.
Dirbtinis miegas
Kol Carey ir Vyazovsky tyrinėja, kaip žiemojimo būdas padeda gyvūnams išlikti sveikiems, dr. Matteo Serri iš Bolonijos universiteto Italijoje pasirinko šiek tiek kitokį kelią: kaip dirbtinai sukelti tirpimą gyvūnams, kurie žiemoja ne žiemą?
Atsakymas gali slypi nedidelėje neuronų grupėje raphe pallidus smegenų srityje. Kadangi žiemojimo metu medžiagų apykaita labai sulėtėja, tikėtina, kad hormoniniai ir smegenų mechanizmai suaktyvins šį procesą.
Dar 2013 m. Jo mokslininkų komanda buvo viena iš pirmųjų, kuri ėmė žiurkes žiemoti. Paprastai šie gyvūnai nemiega žiemą. Jie buvo sušvirkšti į raphe pallidus, kad būtų slopinamas neuronų aktyvumas. Šie neuronai dažniausiai dalyvauja „termoreguliacinėje apsaugoje nuo šalčio“, sako Serry, ty jie sukelia biologinius atsakus, kurie neutralizuoja kūno temperatūros sumažėjimą.
Tada žiurkės buvo patalpintos į tamsią, šaltą patalpą ir buvo šeriamos dieta, kurioje yra daug riebalų, ir tai, kaip žinoma, sumažina medžiagų apykaitą.
Gynybos neuronų išjungimas šešioms valandoms sukėlė staigų temperatūros kritimą žiurkių smegenyse. Jų širdies ritmas ir kraujospūdis taip pat sulėtėjo ir sumažėjo. Galų gale smegenų bangų modeliai ėmė panašėti į natūralaus žiemojimo būsenos gyvūnų modelį.
Įdomiausia buvo tai, kad mokslininkams nutraukus „gydymą“, žiurkės pasveiko - jau kitą dieną jos neparodė jokių nenormalių elgesio požymių.
Ankstesni bandymai sukelti žindymą gyvūnams, kurie žiemoja ne žiemą, žlugo, tačiau šis tyrimas parodė, kad raphe pallidus sukeliančių neuronų slopinimas yra būtinas norint sukelti į torporą panašią būseną.
Jei šiuos rezultatus patvirtins didesnių žinduolių pavyzdys, prasminga pereiti prie žiemos miego žmonėms. Serri ir kiti dirba toliau analizuodami smegenų tirpimo kontrolę ir kaip ją nulaužti, kad smegenys užmigdytų.
Kas toliau?
Žmogaus panardinimas į užmigdymo, užmigdymo, sustabdytos animacijos būseną - vadink tai, ko nori - vis dar yra toli nuo realybės. Tačiau tyrimų rezultatai pamažu atskleidžia molekulinius ir neuroninius veiksnius, kurie teoriškai galėtų suteikti mums gilaus užšalimo būseną.
Ilja Khel