Saugiausias būdas nukeliauti didelius atstumus kosmose gali būti dirbtinis žiemos miegas.
Kažkada astronautai, įdaryti kaip šprotai į raketų skardines ir skraidantys į kitas planetas, bus apsaugoti nuo radiacijos ir kosmoso ligų sumažėjus metabolizmui organizme. Jie žiemos, kaip meškos, žiemos mėnesius, o erdvėlaiviai juos nešė per erdvę ir laiką. Tikriausiai jie miegos baltuose kokonuose, panašiuose į karstus, kuriuos mums rodo futuristinės mokslinės fantastikos režisieriai tokiuose filmuose kaip „2001: kosminė odisėja“, „Svetimas“ir „Avataras“.
- „Salik.biz“
Tačiau kosmonautai ir kosmoso kolonistai greičiausiai išmoks daiktą ar du iš dehidratuotų sraigių, kurie gali išgyventi daugiau nei metus nieko nevalgydami. Arba milžiniškose pandose, kurios maitinasi mažai kaloringu bambuku. Taip pat dėlių, kurios gali išgyventi esant skystam azotui; vaikams, kurie pateko į ledinį vandenį, o paskui gaivino; slidininkų, palaidotų lavina, bet po to pamažu grįžta į gyvenimą iš sapnuojamos hipotermijos būsenos.
Mokslininkai šį reiškinį vadina „užmigdytu žiemos miegu“. Kažkada toks šurmulys, arba torporas, buvo laikomas kažkuo keistu ir svetimu ir buvo vadinamas „funkcijų nejautrumu“. Dabar jis yra rimtai tiriamas, tikintis naudos iš ilgalaikių skrydžių iš kosmoso.
Šis susidomėjimas iš dalies susijęs su kriogeninės chirurgijos pažanga, taip pat su praktikoje įgytomis naujomis žiniomis. Apie vieną tokį atvejį pranešta 1995 m. Žurnale „Prehospital and Disaster Medicine“. Ketverių metų berniukas per ledą krito į šaltą vandenį ant ežero Hanoverio mieste, Vokietijoje. Gelbėtojai jį ištraukė iš vandens, tačiau vietoje jo nesugebėjo privesti. Berniuko mokiniai išsiplėtė ir jo širdis sustojo visoms 88 minutėms. Nukentėjusįjį nuvežus į ligoninę, jo kūno temperatūra buvo 20 laipsnių, o tai rodo didelę hipotermiją.
Po 20 minučių, kai gydytojai pradėjo šiltinti berniuko krūtinės ertmę, jo širdies skilveliai pradėjo trauktis. Po dar dešimties minučių sinuso ritmas normalizavosi. Per dvi savaites berniukas visiškai pasveikė ir buvo išleistas iš ligoninės. Gydytojai padarė išvadą, kad šaltas vanduo ledu greitai atvėsina jo organizmą iki metabolinio garo (torporas), išsaugodamas visus gyvybiškai svarbius organus ir audinius ir tuo pačiu sumažindamas deguonies poreikį kraujo apytakai. Tiesą sakant, šaltis išgelbėjo jo gyvybę. „Tokie atvejai verčia mus galvoti, kad labai gili hipotermija gali padėti mūsų pacientams išgyventi“, - el. Laiške parašė Merilendo universiteto medicinos mokyklos chirurgijos profesorius Samuelis Tishermanas. - Svarbiausia yra atvėsinti smegenis tiek, kol sustoja kraujotaka,arba iškart po sustojimo. Kuo žemesnė temperatūra, tuo geriau smegenys susitvarkys su kraujotakos trūkumu “.
Terapinė hipotermija yra tvirtai nustatyta chirurginėje praktikoje. Šaldymo eksperimentai buvo pradėti septintajame dešimtmetyje, daugiausia su naujagimiais ir sergančiais širdies ir kraujagyslių ligomis. Prieš širdies operaciją naujagimiai buvo suvynioti į vėsinamąsias antklodes, dedami į ledą ir net dreifus, kad sulėtėtų kraujo apytaka ir sumažėtų deguonies poreikis.
Šiandien gydytojai naudoja lengvą hipotermiją (maždaug 31 laipsnį) tam tikriems naujagimiams gydyti sunkiais atvejais, tokiais kaip priešlaikinis gimdymas ar vaisiaus hipoksija. Vaikai 72 valandas gydomi aušinančiomis kapsulėmis, tokiu būdu sumažinant jų metabolizmą, kad būtų patenkinti audinių deguonies poreikiai, o smegenys ir kiti gyvybiškai svarbūs organai būtų atstatyti.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Taip pat chirurgai šaldymui ir medžiagų apykaitos slopinimui naudoja pacientus, kenčiančius nuo fizinių traumų ir traumų, tokių kaip širdies priepuolis, insultas, šautinės žaizdos, gausus kraujavimas ir galvos traumos, sukeliančios smegenų edemą. Nepaprastosios padėties atvejais anesteziologas gali į paciento nosį įkišti ploną kateterio vamzdelį, kuris aušinantį azotą tiekia tiesiai į smegenų pagrindą. Viename gydymo eksperimente chirurgai įkiša širdies ir plaučių aparato kateterį per krūtinę į aortą arba per kirkšnį į šlaunies arteriją. Šie mėgintuvėliai naudojami tiekti šaltą druskos tirpalą, kad būtų sumažinta kūno temperatūra ir pakeistas prarastas kraujas. Kai traumatologas sustabdo kraujavimą, širdies ir plaučių aparatas vėl pradeda kraujo tekėjimą ir pacientas gauna kraujo perpylimą.
„Jei pakankamai greitai pritaikysite šaltį, kol nesustos širdis, gyvybiškai svarbūs organai, ypač smegenys, kurį laiką galės atlaikyti šaltį be kraujo“, - aiškina Tishermanas. Baltimorės klinikoje jis atlieka klinikinius tyrimus su šalto druskos tirpalu, bandydamas padėti kritiškai sužeistiems pacientams. Tishermanas tikisi tęsti savo tyrimus bent iki 2018 m. Rudens, o galbūt ir ilgiau.
Susidariusi hipotermija greitai sulėtėja arba maždaug valandai sustabdo kraujo apytaką. Atitinkamai sumažėja deguonies poreikis, ir chirurgai turi laiko išgydyti gyvybei pavojingas žaizdas, po kurių jie gali sušildyti pacientą ir sugrąžinti jį į gyvenimą.
Torporo mįslė
Šiandien daugelis aviacijos ir kosmoso bendruomenių teikia viltis dėl mediciniškai sukeltos hipotermijos ir dėl to sulėtėjusio metabolizmo, kaip būdas sutaupyti vietos, svorio, krovinių, degalų, maisto ir depresijos ilgų skrydžių į Marsą ar tolimesnes planetas metu. Tyrimai šia kryptimi tik prasideda. Viena problema yra grynai medicininė. Koks yra geriausias būdas įtraukti sveikus astronautus į žiemos miego režimą? Gerai žinoma apie terapinę hipotermiją operaciniame kambaryje, tačiau kaip išlaikyti kosmoso žmones vėsius ir žiemoti žiemą savaites, mėnesius ir net metus? Tai visiškai neištirta sritis. Kai kurie mokslininkai, tiriantys žiemojimo mieguistumą su gyvūnais, teigia, kad kiti metabolizmo slopinimo metodai yra geresni. Tai yra ypatinga dietažemo dažnio spinduliuotė ir netgi baltymų, sukeliančių žiemojimą, tokių kaip lokiai ir Beringo voverės, žiemojimas, nes jie saugiai reguliuoja medžiagų apykaitą su galimybe išeiti iš kankorėžio.
Kita akivaizdi problema yra finansavimas. Kiek pinigų NASA paskirs gyvūnų ir žmonių metabolizmo sulėtėjimui ištirti, jei agentūra sumažins biudžetą net skrydžiams į kosmosą? Buvęs „Ames“tyrimų centro Kalifornijoje direktorius Pete'as Wordenas, kuris dabar yra projekto „Breakthrough Starshot“vykdomasis direktorius, sako, kad NASA daug dėmesio skiria sintetinėms biologijoms ir organizmų išgyvenimui bei funkcionavimui tokioje neįprastoje aplinkoje kaip Marsas, „kas yra žiemos miegas bus finansuojamas, tai beveik neišvengiama “.
Šiuo optimizmu dalijasi ne visi. „Žmonės yra nusivylę“, - sakė Jurijus Griko, NASA apmokytas radiobiologas ir pagrindinis Ameso kosmoso biologijos skyriaus tyrėjas. - Kai 1957 m. Palydovas išskrido į kosmosą, mano karta džiaugėsi ir džiaugėsi. Tikėjome, kad į Marsą skrisime jau XX a. Bet … tai XXI amžius ir mes niekada neskridome į Marsą. Žmonės, tokie kaip aš, jaučia asmeninį pasipiktinimą, nes mes tikėjomės žengti kur kas toliau nei esame dabar “.
Griko pripažįsta, kad metabolizmo mažinimo tyrimai šiuo metu yra nesąmoningi. Jis atvyko dirbti į NASA 2005 m., O prieš tai penkerius metus dirbo biotechnologijų įmonėje „Clearant, Inc.“, kur panaudojo jonizuojančiąją spinduliuotę, kad užkirstų kelią patogenų veikimui medicininiuose kraujo produktuose, transplantacijos organuose ir biologiniuose produktuose. Kosmoso agentūra tada pakvietė Griko atlikti tyrimus, kad apsaugotų astronautus nuo kosminės radiacijos. Paaiškėjo, kad sulėtinti metabolizmai yra vienas efektyviausių mechanizmų, kuriuos mums suteikia gamta.
Kai gyvūnai pereina į žiemojimo režimą, jų kūnas skleidžia radiaciją ir nedaro didelės žalos ląstelėms. Griko mano, kad sumažėjęs metabolizmas lemia radiacijos daromos žalos sumažėjimą, nes sulėtėja biocheminiai procesai, susilpnėja oksidacinis stresas. Hipoksija arba mažas deguonies kiekis kraujyje ir audiniuose yra vienas iš galimų radiacijos apsauginio poveikio paaiškinimų. Su hipoksija sumažėja laisvų deguonies ir hidroksilo radikalų susidarymas. Kadangi jonizuojanti radiacija išskiria laisvuosius radikalus, padarydama žalą ląstelėms, sulėtina medžiagų apykaitą ir sumažina deguonies sunaudojimą, dirbdama priešinga kryptimi. Šie procesai trukdo normalioms ląstelėms žūti ir prailgina sveikų ląstelių gyvenimą. Šis apsauginis poveikis yra daug ryškesnis esant žemesnei temperatūrai.
Griko mano, kad užmigimas taip pat gali apsaugoti gyvūnus nuo raumenų ir kaulų atrofijos, kuri paprastai pasireiškia esant nuliniam sunkio laipsniui. Anot jo, normaliai valgantis žmogus, praleidęs 90 dienų lovoje, praranda daugiau nei pusę savo raumenų jėgos. O lokys, kuris nieko nevalgo ir maždaug tą patį laiką ar šiek tiek ilgiau miega savo denyje, praranda tik 25% raumenų jėgos ir neparodo kaulų nykimo požymių. Mokslininkas pažymi, kad žiemoti miegantys gyvūnai, tokie kaip vėžliai ir žvakutės, dešimtmečiais nebuvo siunčiami į kosmosą.
NASA atmetė prašymą finansuoti kosminių eksperimentų su žiemojančiais gyvūnais galimybes. Šiandien Griko mokslinis darbas apsiriboja užmigdymo tyrimų analize, jis taip pat vykdo savo laboratorinius tyrimus, tirdamas pelių, sraigių ir pavadėlių stasis. Mokslininkas pasiūlė 2015 m. Surengti tarptautinę konferenciją apie šurmulį, pakviesti į ją geriausius pasaulio ekspertus ir aptarti klausimą, kaip žiemą galima rasti kosmose. NASA atsisakė jį finansuoti, tačiau Griko vis dar tikisi surinkti reikiamus pinigus.
„Yra rimtų kliūčių tiriant torporą, nors be to negalime rimtai kalbėti apie tolimus kosminius skrydžius“, - sako buvęs NASA astronautas ir ISS įgulos vadas Leroy Chiao, kuris orbitoje nuo 2004 m. Spalio mėn. Iki 2005 m. Balandžio mėn. Praleido 193 dienas. metų. Tyrimai su gyvūnais yra ypač sudėtinga tema, nes NASA praeityje kritikavo gyvūnų šalininkus. „Net į primatų tyrimus žmonės žvelgia priešiškai“, - pažymi Chiao.
Sprendimas yra dviejose planetose
NASA novatoriškų pažangių koncepcijų (NIAC) programos vadovas Jasonas Derletas mato vilties priežastį. Jam vadovaujant, programa nuo 2013 m. Skyrė dvi inovacijų dotacijas, remdama vienos įmonės išsamius planus sukurti tarpinį laboratorijos būstą Marse, naudojant dirbtinius užmigdymo metodus. Pagrindinė šio projekto bendrovė „SpaceWorks Enterprises“yra kosminės erdvės dizainerė ir NASA bei Gynybos departamento rangovė. Jis įsikūręs Dunwoody mieste, Džordžijoje, 30 kilometrų nuo Atlanto. Bendrovė dalyvavo kuriant „CubeSat“formatą mažiems dirbtiniams žemės palydovams. Tačiau būtent torporas patraukė ypatingą šios bendrovės prezidento ir vyriausiojo inžinieriaus Johno Bradfordo (Johnas Bradfordas) dėmesį.
„Aš 15 metų klausiau savęs, kaip suprojektuoti medžiagas, konstrukcijas ir varomąsias sistemas, kurios leistų mums skristi į Marsą ir jo palydovus“, - sako Bradfordas. Jis yra daktaras ir aviacijos inžinierius. Bradfordas vadovavo keliems NASA, Gynybos pažangiųjų mokslinių tyrimų projektų agentūros ir Oro pajėgų tyrimų laboratorijos projektams, kad būtų kuriami kariniai erdvėlaiviai. Jis taip pat buvo mokslinės fantastikos filmo „Keleiviai“, pasirodžiusio 2016 m., Konsultantu. Ten tarpplanetiniai naujakuriai, kuriuos vaidina Jennifer Lawrence ir Chris Pratt, atsibunda iš dirbtinio miego prieš laiką. „Mes jau nefilmuojame„ Apollo “misijos“, - aiškina Bradfordas. - Nėra vėliavų ir pėdsakų. Turime tapti dviejų planetų rūšimi “.
Bradfordo medicinos inžinerijos komanda pasinaudojo pirmąja „Inovatyvių pažangių koncepcijų“dotacija 2013 m., Norėdama sukurti standžių konstrukcijų kompaktišką gyvenimo modulį, pagrįstą ISS būsto moduliu. Šiame kosminiame name yra uždaro ciklo sistema deguoniui ir vandeniui gaminti, tiesioginė prieiga prie kilimo ir nusileidimo modulio, skirto nusileisti Marsui, taip pat gyvybės palaikymo kompleksas šešiems žmonėms, kurie turėjo pasinerti į torporo būseną visam skrydžio laikui (nuo šešių iki devynis mėnesius).
Siūloma dirbtinio užmigimo technika pagrįsta technika, kurią chirurgai naudoja norėdami sukelti paciento hipotermiją. Pavyzdžiui, aušinimo dujų azotas gali būti tiekiamas astronautui per nosies vamzdelį, sumažinant smegenų ir kūno temperatūrą iki 31 laipsnio. To pakanka žiemojimo miegui palaikyti, tačiau tuo pačiu metu širdis per daug neperšalta ir nėra kitų komplikacijų rizikos. Atvėsus, kraujo krešėjimas mažėja, pažymi Tishermanas. Jis taip pat pastebėjo, kad pacientai, kuriems dvi ar daugiau dienų pasireiškia vidutinio sunkumo hipotermija (33 laipsniai), labiau linkę į infekciją nei nešaldyti žmonės.
„SpaceWorks Enterprises“namų namuose moduliniai mechaniniai manipuliatoriai yra užprogramuoti atlikti darbus, mankštinti astronautų galūnes, tikrinti kūno jutiklius, ištuštinti šlapimo indus ir stebėti maistinių medžiagų tiekimą. Robotai turi siųsti elektrinius impulsus į kosmonautų raumenis, palaikydami juos geros formos, taip pat švirkšti raminamuosius, kad slopintų natūralų drebėjimą. Astronautai taip pat turi gauti visišką parenterinį maitinimą tokiomis medžiagomis kaip elektrolitas, D-gliukozė, lipidai, vitaminai ir kt. Jie tiekiami į kūną skysčiu per kateterį, kuris įkišamas į krūtinę ar šlaunį. Eksperimento modulyje visos parenterinės mitybos atsargos buvo kuriamos 180 dienų. Bet jei skrydis į Marsą trunka ilgiau,modulyje galite sukurti maisto atsargų dar 500 dienų.
Apskritai, „SpaceWork“sugebėjo sumažinti bendrą kompaktiškojo buveinio svorį iki 19,9 tonų, įskaitant eksploatacines medžiagas ir eksploatacines medžiagas (mažas Žemės orbitos svoris). Palyginimui, NASA „TransHab“būsto blokas kartu su atsargomis ir reikmenimis sveria 41,9 tonos. Tai 52% daugiau nei „SpaceWork“. Palyginti su NASA „SpaceWork“moduliu, bendras atsargų svoris sumažėjo 70%.
NIAC programos valdymas buvo suintriguotas. „„ SpaceWorks “pateikė įdomų pasiūlymą“, - sako Derlet. „Žmonės tyrinėjo žiemos miegas medicinos tikslais. Bet kiek mes žinome, niekas šiuo metu nevykdo konstruktyvaus hipotermijos ar torporo naudojimo kosminiuose skrydžiuose tyrimo “.
2013 m. NIAC vadovybė suteikė „SpaceWorks“pirmąją 100 000 USD dotacijos dalį, skirtą dirbtinai miegančių mokslinių tyrimų skrydžių į Marsą ir jo palydovus pavyzdinei platformai sukurti. Įgulą turėjo sudaryti nuo keturių iki aštuonių žmonių. Tačiau kosmoso agentūra nepritarė pasiūlymui visus įgulos narius dirbtinai miegoti visą skrydžio laiką. O kas, jei erdvėlaivyje bus medicininių komplikacijų ar veikimo sutrikimų? Kiek laiko užtruks, kol astronautai pradės patirti psichologinę ir fizinę žalą? Ką daryti, jei dėl komplikacijų laive reikia anksti atsibusti? O kaip palaipsniui ir lėtai pabudus ir atgaivinus kūną, pabudus kosmonautui iš žiemos miego?
Šie klausimai pastūmėjo „SpaceWorks“komandą vėl dirbti. Jie suprojektavo skyrių, kad įgula galėtų likti dirbtinio miego būsenoje, su sąlyga, kad keli astronautai pabus, kai pamils laivą ir atliks reikiamus darbus (kaip „Kosminės odisėjos“metu, kai du įgulos nariai pakeliui į Jupiterį buvo pabudę, o o likusieji buvo dirbtiniame žiemojimo režime).
Bradfordo komanda nuėjo toliau. Projektuodama tris tarpusavyje sujungtus gyvenamuosius modulius 100 perkeltų keleivių (apgyvendinti Marsą), ji sukūrė erdvėlaivį su gyvenamuoju skyriumi, kuris visiškai nepanašus į nieką, ką NASA planavo. „SpaceWorks“perkeltoje įlankoje yra du kompaktiški besisukantys korpusai, kiekviename iš jų yra 48 „Torpor“keleiviai. Sukimasis skirtingais greičiais sukuria dirbtinę gravitacinę jėgą, kuri apsaugo nuo kaulų nykimo.
Tačiau Bradfordo komanda turėjo dar vieną, drąsesnį pasiūlymą. Atskirame gyvame modulyje ji nusprendė budėti keturis astronautus, kurie turėtų aptarnauti laivą ir įgulą viso skrydžio metu. Kol vienas miega, trys dirba, taip išlaikydami jėgas.
Skrydis į Marsą „SpaceX“
„Miegamojo įgulos pasukimas ir kai kurių kosmonautų pabudimas žiūrėti yra naudingesnis nei visus astronautus žiemoti šešis mėnesius“, - teigė Bradfordas. Erdvėlaivis su nusodintuvais torporos būsenoje bus lengvesnis - tai žymiai padidins jo greitį, sutrumpins skrydžio laiką ir, galbūt, užtikrins patikimesnę apsaugą nuo radiacijos dėl sulėtėjusio metabolizmo. Be to, sako Bradfordas, miegantys astronautai nepatirs judesio ligos, kuri yra dažna ISS gyventojų problema.
Meškos žiemojimo miegas
Bet koks bus kančios pojūtis kosmose? Ne, tai ne apie užšalimą iki mirties kriogeniniame skyriuje ir po to atgaivinimą, sako akušeris-ginekologas ir „SpaceWorks“konsultantas Doug Talk, kuris gydomoji hipotermija naudoja deguonies neturintiems vaikams gydyti. „Čia kriogenikai nesiseka“, - aiškina jis. - Žmogaus kūnas nėra skirtas šaldyti; Jį sudaro vanduo, o kai vandens tūris padidėja [tai atsitinka, kai jis užšąla], jis sunaikina ląsteles “.
Atvirkščiai, astronautai žiemos kaip koma. Tai yra svajonių miego ir pusiau sąmoningos būsenos kryžius. „Komoje sergantiems pacientams smegenų veiklos ciklai prasideda nuo tariamo pabudimo iki gilaus, bemiegio miego, - aiškina Tockas. Nors komos pacientai negali judėti, jų smegenys išlieka aktyvios ir net reaguoja į išorinius dirgiklius, įskaitant žodines komandas.
Hibernuojantys lokiai patiria kažką panašaus. Jų kūno temperatūra nukrinta tik keliais laipsniais (kaip ir esant vidutinio sunkumo hipotermijai žmonėms), o jų metabolizmas sumažėja 75%. Šiaurinio klimato lokiai gali žiemoti 7–8 mėnesius nieko nevalgydami ir negerdami; o nėščios moterys pagimdo palikuonių ir maitina juos net žiemojimo metu.
„Kankinantys žmonės elgsis kaip lokiai“, - siūlo Tok. „Jie turės ciklus nuo budrumo iki gilaus bemiegio miego. Ir kaip lokiai, pabudę jie parodys miego trūkumą “.
2016 m. Gegužę NIAC vadovybė patvirtino antrąjį „SpaceWorks“projekto etapą, šį kartą suteikdama jam 250 000 USD tęsti inžinerinius tyrimus, taip pat operatyvinius ir medicininius tyrimus. „Pirmojo etapo projektai įrodė, kad mūsų vizija yra tikra“, - sako Derlet. "Mes džiaugiamės, kad daktaras Bradfordas daro pažangą."
„SpaceWorks“komanda pasiūlė keletą gyvo modulio patobulinimų, taip pat dirbtinį miego eksperimentą dviejų ar trijų savaičių laikotarpiui su keliomis sveikomis kiaulėmis. Kiaulės, kaip ir žmonės, žiemoja ne savo natūralioje aplinkoje, todėl jų fiziologinė reakcija į dirbtinį miegą padės žmonėms geriau suprasti, ko tikėtis iš kankinimosi, nei eksperimentai su pelėmis ir sraigėmis. Tačiau, pasak Derletho, NASA taisyklės draudžia finansuoti kiaulių tyrimus.
Todėl „SpaceWorks“sugalvojo alternatyvų pasiūlymą: remiantis šiuo pagrindu visapusiškai ištirti jau atliktus ir vykstančius eksperimentus, siekiant slopinti medžiagų apykaitą, artimiausiu metu sukurti veiksmų programą, reikalingą būtinoms technologijoms, leidžiančioms pereiti prie žmonių bandymų, įskaitant sistemingesnius gyvūnų tyrimus. Šią vasarą NIAC turėtų atlikti tarpinę „SpaceWorks“apžvalgą ir nuspręsti, ar skirti dar 250 000 USD finansavimą.
„Mes ir toliau tikime poreikiu tirti gyvus dalykus, kad būtų sukurtos„ torpor “technologijos ir jas būtų galima pritaikyti per ilgą laiką“, - rašė „SpaceWorks“įkūrėjas ir generalinis direktorius Johnas Oldsas. "Ir šiam žingsniui gali prireikti privačių rėmėjų dalyvavimo."
Kas moka už šį darbą, bus sunku atlikti eksperimentus su gyvūnais, nes tai kelia etikos klausimų.
„Manau, NASA teisingai veikia lėtai ir palaipsniui“, - sako Niujorko universiteto medicinos centro medicinos etikos direktorius Arthuras Caplanas. Nors daugelis entuziastingai žada dirbtinį miegą per ilgas kosmines misijas, NASA nereikia papildomo vargo, kurį gali sukelti gyvūnų šalininkai.
„Kiaulių fiziologija yra gana panaši į žmonių, todėl prasminga jas naudoti eksperimentams“, - sako Kaplanas. "O kritikams galime pasakyti taip: kiaulių, kurios bus verbuojamos tokio pobūdžio tyrimams, bus mažiau nei vidutinis amerikiečių valgo per savaitę pusryčiams".
Žmogiškasis faktorius
Mokslinės fantastikos filmuose ir knygose idealizuojamas ir romantizuojamas torporas, sako Kaplanas. Jie sudaro įspūdį, kad žmogus gali lengvai patekti į šią komą primenančią būseną ir išeiti iš jos. Tačiau realybė gali būti kitokia.
Pasak Kaplano, pirmieji eksperimentai bus atliekami dalyvaujant labai neįprastiems žmonėms - greičiausiai tai bus bandomieji pilotai. „Šie žmonės kiekvieną dieną rizikuoja savo gyvybe; jie supranta fiziologinius pavojus, nes išbando lėktuvus ir žino, kad daugelis jų kolegų mirė. Astronautai man sakė, kad yra pasirengę dalyvauti bet kuriame eksperimente, tiesiog skraidyti į kosmosą. Mūsų darbas yra juos sulaikyti “, - sako jis.
Žmogaus eksperimentai bus beprecedentis žingsnis. Niekas niekada nenaudojo hipotermijos, kad sulėtintų nesveikų ar sužeistų žmonių metabolizmą, dar mažiau - sveikų astronautų.
„Turime daug sveikų žmonių, kurie išreiškė norą dalyvauti ilgalaikiuose dirbtinio miego eksperimentuose“, - sako Tok. - Žmonių, pasiruošusių šešiems mėnesiams atsiriboti nuo gyvenimo, yra apkaltinta paklausa. Aš tikiu, kad sveikatos priežiūros institucijos tam nepritars “.
Tuo tarpu Tokas į „SpaceWorks“tyrimų komandą yra įdarbinęs du terapinės hipotermijos specialistus: Alejandro Rabinsteiną, Mayo klinikos Neurologijos intensyviosios terapijos skyriaus medicinos direktorių, ir neurologą Kelly Drew, kuris dirba „Fairbanks“Aliaskos universitete ir specializuojasi žiemojimo miego metu. gyvūnai. Drew kartu su kitais Aliaskos universiteto Arkties biologijos instituto mokslininkais tiria šiltakraujų gyvūnų, tokių kaip ežiukai, Beringo voverės ir lokiai, žiemojimo modelius. Jie tikisi išspręsti sveikos žiemos miego paslaptį ir ją sukeliančius smegenų signalus, manydami, kad tai padės astronautams prisitaikyti be šalutinio poveikio.
Pavyzdžiui, Beringo žemės voverėje (evrazhka) žiemą kūno temperatūra nukrinta iki nulio laipsnių. Joks mokslininkas tiksliai nežino, kas suaktyvina užmigdymo mechanizmą. Tiesa, yra prielaida, kad specialus smegenų ir raumenų receptorius - A1 adenozino receptorius - sukelia žemos voverės kūno temperatūros sumažėjimą ir verčia jį miegoti, iš kurio jis pabunda po aštuonių mėnesių ir tuo pačiu praranda kaulų bei raumenų masę.
„Adenozinas yra neuromoduliatorius, vaidinantis svarbą stimuliuojant miegą ir mažinant smegenų jaudrumą“, - sako Drew. "Tai yra visur gyvūnų smegenyse." Į žiemos miego euras ji suleido vaistą, kuris stimuliuoja jų A1 adenozino receptorius. Drew taip pat gali pažadinti gofrus naudodamas kitą vaistą, kuris blokuoja šiuos receptorius.
Bet žmonėms signalizacijos kaskados ir genų rinkiniai yra daug sudėtingesni ir juos labai sunku iššifruoti. Sudėtinga užduotis - žiemojantys gyvūnai miega skirtingai.
Vienintelis primatas, kuris žiemoja, yra Madagaskaro pigmūrinis lemuras, kuris aštuonis mėnesius per metus praleidžia kankorėžiuose, dažniausiai karštu oru. Jis gyvena nuo riebalų sankaupų uodegoje. Dėl šio gyvūno metabolizmo sumažėjimo nereikia mažinti kūno temperatūros.
Tuo tarpu Rabinšteinas, ketinantis atlikti švelnią hipotermijos analizę, kad sukeltų gaivą, sako, kad intensyviosios terapijos kosmose metodai gali būti ne tokie patikimi.
„Nepaprastai svarbu tai, kad maži vaikai„ nuskęsta “lediniame vandenyje ir paskui jaučiasi, ir tai teikia vilties“, - sako jis. - Bet ar mes galime pritaikyti savo žinias apie gilią hipotermiją, kad sukurtume švelnesnę hipotermiją, kad žmonės galėtų ilgiau išlikti tokioje būsenoje be žalingų padarinių, be psichologinio ir fiziologinio streso? Lieka tai pamatyti, bet mes manome, kad yra galimybė “.
Arielle Emmett